KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2017 (test 2)

PYTANIE NR 23.
Silnik indukcyjny zasilany z przemiennika częstotliwości o ustawieniach przedstawionych na rysunku, będzie pracował z prędkością obrotową
Ilustracja przedstawia panel sterowania urządzenia, prawdopodobnie przemiennika częstotliwości firmy Siemens, co sugeruje
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prędkość silnika indukcyjnego sterowanego falownikiem wynika głównie z częstotliwości wyjściowej oraz liczby biegunów.
Dla typowego silnika 4-biegunowego przy 50 Hz prędkość synchroniczna wynosi ok. 1500 obr./min (rzeczywista jest nieco mniejsza przez poślizg). Pozostałe wartości nie pasują do typowych zależności f–n.

Pełne wyjaśnienie:

W napędzie z falownikiem (przemiennikiem częstotliwości) prędkość pola wirującego w silniku indukcyjnym jest w pierwszym przybliżeniu proporcjonalna do częstotliwości napięcia zasilającego i zależy od liczby biegunów uzwojenia stojana. Dlatego w tego typu zadaniach kluczowe jest poprawne odczytanie z rysunku parametru odpowiadającego częstotliwości wyjściowej falownika (np. "Hz", "Output frequency", "f").

Dla silnika 4-biegunowego (co jest bardzo częste w praktyce) przy częstotliwości 50 Hz otrzymuje się prędkość synchroniczną rzędu 1500 obr./min. W rzeczywistym silniku indukcyjnym wirnik obraca się nieco wolniej, ponieważ występuje poślizg, ale w zadaniach testowych często oczekuje się wartości zbliżonej do synchronicznej lub typowej prędkości katalogowej.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe w typowej interpretacji nastaw falownika:

  • 50 obr./min – tak niska prędkość odpowiadałaby bardzo małej częstotliwości lub specjalnym warunkom (np. silnik wielobiegunowy albo praca w bardzo niskich Hz). Dla standardowego napędu przy 50 Hz nie jest to realistyczne.
  • 400 obr./min – wartość możliwa przy obniżonej częstotliwości (rzędu kilkunastu Hz) lub większej liczbie biegunów, ale musiałoby to wynikać wprost z nastaw odczytanych z rysunku.
  • 4,8 obr./min – skrajnie mała prędkość, typowa raczej dla mechanizmów z dużą przekładnią lub serwonapędów w bardzo wolnych ruchach, a nie dla bezpośredniej prędkości obrotowej silnika indukcyjnego wynikającej z częstotliwości sieciowej/wyjściowej falownika.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy pytanie dotyczy prędkości obrotowej silnika, a na ekranie falownika nie jest pokazana np. prędkość zadana w %, częstotliwość, prędkość estymowana po przekładni albo inna wielkość procesowa. Dopiero po identyfikacji właściwego parametru dobieraj wynik w obr./min.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przemiennik częstotliwości (falownik) to układ energoelektroniczny, który zasila silnik napięciem o regulowanej częstotliwości i zwykle także napięciu. Dzięki temu można płynnie zmieniać prędkość silnika indukcyjnego oraz dopasować moment do obciążenia w maszynach i liniach produkcyjnych.
W przybliżeniu prędkość pola wirującego rośnie proporcjonalnie do częstotliwości wyjściowej falownika. Zwiększenie częstotliwości zwykle zwiększa prędkość, a zmniejszenie – obniża ją. Rzeczywista prędkość wirnika jest nieco mniejsza od synchronicznej z powodu poślizgu zależnego od obciążenia.
Prędkość synchroniczna to teoretyczna prędkość pola magnetycznego stojana. W zadaniach testowych bywa używana jako wynik, gdy pomija się poślizg albo gdy odpowiedzi są "okrągłe" (np. 1500 obr./min). W praktyce prędkość znamionowa silnika jest trochę niższa.
Powodem jest poślizg: aby w wirniku indukowały się prądy wytwarzające moment, musi istnieć różnica prędkości między polem wirującym a wirnikiem. Przy większym obciążeniu poślizg rośnie, więc prędkość wirnika spada bardziej. To normalne zjawisko pracy silnika asynchronicznego.
Liczba biegunów decyduje, ile razy pole magnetyczne "okrąża" stojan na sekundę przy danej częstotliwości. Im więcej biegunów, tym mniejsza prędkość synchroniczna. Dlatego w zadaniu trzeba znać/odczytać, czy silnik jest np. 2-, 4- lub 6-biegunowy, bo to zmienia wynik nawet kilkukrotnie.
Nie zawsze wprost. Często jest kilka ekranów: częstotliwość wyjściowa (Hz), prędkość (rpm), wartość zadana (%), a czasem prędkość wyliczona z modelu silnika. Na egzaminie trzeba rozpoznać właściwy parametr, bo pomylenie Hz z % albo rpm prowadzi do całkiem innych odpowiedzi.
Najczęstsze błędy to: odczytanie niewłaściwej wielkości z ekranu (np. prąd zamiast Hz), założenie "typowych" 1500 obr./min bez analizy nastaw oraz pomijanie liczby biegunów. Często też myli się prędkość synchroniczną z rzeczywistą i nie uwzględnia wpływu poślizgu.
Bardzo niskie prędkości stosuje się np. w pozycjonowaniu, podawaniu materiału, rozruchach testowych lub procesach wymagających delikatnego ruchu. Zwykle jednak osiąga się je przez obniżenie częstotliwości i/lub zastosowanie przekładni. Trzeba pamiętać o chłodzeniu silnika i wymaganym momencie.
Po samych odpowiedziach bywa trudno, dlatego kluczowy jest kontekst (nastawy i dane silnika). Dla 50 Hz typowe wartości "w okolicy" to ok. 3000 obr./min dla 2 biegunów i ok. 1500 obr./min dla 4 biegunów (wartości synchroniczne). Jeżeli w treści/rysunku nie ma danych o biegunach, rośnie niejednoznaczność.
Przećwicz odczyt z przykładowych paneli falowników (co oznacza Hz, rpm, %, prąd, napięcie) oraz powtórz zależność prędkości od częstotliwości i liczby biegunów. Warto też pamiętać o poślizgu: w obciążeniu prędkość jest nieco niższa niż synchroniczna. Rób krótkie rachunki kontrolne.
info

Około 26% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Prędkość silnika indukcyjnego sterowanego falownikiem wynika głównie z częstotliwości wyjściowej oraz liczby biegunów."

Źródła:

  • Wikipedia (PL), "Silnik asynchroniczny" – opis zależności prędkości od częstotliwości i poślizgu: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_asynchroniczny (dostęp: 2026-02-16)
  • Wikipedia (PL), "Przemiennik częstotliwości" – rola falownika w zmianie częstotliwości zasilania silnika: https://pl.wikipedia.org/wiki/Przemiennik_cz%C4%99stotliwo%C5%9Bci (dostęp: 2026-02-16)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z działu: maszyny elektryczne i napędy
  • Instrukcje producentów falowników (sekcje: zadawanie częstotliwości, parametry silnika)
  • Karty katalogowe silników indukcyjnych (prędkość znamionowa vs liczba biegunów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego