KWALIFIKACJA ELM6 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 12.
Układ posuwu wałków napędzany jest silnikiem bocznikowym prądu stałego. Aby mieć możliwość regulacji prędkości posuwu silnik, należy zasilić z
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Silnik bocznikowy DC reguluje prędkość głównie przez zmianę napięcia zasilania twornika (przy stałym wzbudzeniu).
Taką regulację zapewnia prostownik sterowany tyrystorowy, bo pozwala płynnie zmieniać wartość napięcia DC. Prostownik diodowy daje zwykle napięcie nieregulowane, a falownik i cyklokonwerter służą do zasilania AC.

Pełne wyjaśnienie:

Silnik bocznikowy prądu stałego (z uzwojeniem wzbudzenia dołączonym równolegle) może pracować z regulacją prędkości realizowaną na kilka sposobów, ale w typowych układach napędowych jednym z podstawowych rozwiązań jest zmiana napięcia zasilającego twornik przy możliwie stałym strumieniu wzbudzenia. W praktyce oznacza to potrzebę źródła napięcia stałego, którego wartość można w sposób kontrolowany zmieniać.

Odpowiedź "sterowanego prostownika tyrystorowego" jest właściwa, ponieważ taki przekształtnik zamienia napięcie przemienne sieci na napięcie stałe, a dzięki sterowaniu tyrystorami (zmianie kąta załączenia) umożliwia regulację wartości średniej napięcia DC. To bezpośrednio przekłada się na możliwość regulacji prędkości posuwu napędzanego silnikiem DC.

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne z punktu widzenia funkcji przekształtników:

  • "cyklokonwertera" używa się do bezpośredniej zmiany parametrów napięcia przemiennego (AC/AC), zwykle do uzyskania niskiej częstotliwości dla silników AC. Nie jest to typowe źródło regulowanego napięcia stałego dla silnika DC.
  • "prostownika diodowego" zapewnia konwersję AC/DC, ale bez elementów sterowanych nie daje wygodnej, szerokiej regulacji napięcia wyjściowego (co najwyżej ograniczone metody, np. odczepy transformatora lub dodatkowe układy). W sensie egzaminacyjnym nie spełnia warunku "mieć możliwość regulacji prędkości" przez zmianę napięcia.
  • "falownika" służy do konwersji DC/AC i sterowania silnikami prądu przemiennego (częstotliwość, napięcie). W samym napędzie z silnikiem DC nie jest podstawowym elementem do regulacji prędkości wprost przez zasilanie twornika.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw rozpoznaj typ silnika (DC bocznikowy), a dopiero potem dobierz przekształtnik: dla regulowanego zasilania DC typowe są układy prostownikowe sterowane, natomiast dla silników AC – falowniki lub przekształtniki AC/AC.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To silnik DC, w którym uzwojenie wzbudzenia jest połączone równolegle (bocznikowo) z obwodem twornika. Dzięki temu strumień wzbudzenia może być w przybliżeniu stały, co upraszcza sterowanie prędkością przez zmianę napięcia twornika lub osłabienie wzbudzenia.
Najczęściej przez zmianę napięcia zasilającego twornik (przy stałym wzbudzeniu), bo prędkość silnika DC zależy od napięcia i strumienia. Alternatywnie stosuje się osłabienie wzbudzenia (zmniejszenie prądu wzbudzenia) dla uzyskania wyższych prędkości.
Bo pozwala regulować wartość średnią napięcia DC na wyjściu poprzez sterowanie tyrystorami. Zmiana napięcia twornika powoduje zmianę prędkości silnika DC. To klasyczne rozwiązanie w napędach DC zasilanych z sieci AC.
Prostownik diodowy prostuje napięcie bez aktywnego sterowania elementami mocy, więc zwykle daje napięcie wyjściowe o ograniczonej możliwości regulacji. Prostownik sterowany (np. tyrystorowy) ma elementy załączane w kontrolowanym momencie, co umożliwia płynniejszą regulację napięcia.
Falownik z definicji wytwarza napięcie przemienne z napięcia stałego (DC/AC), więc jest typowy dla silników AC. Dla silnika bocznikowego DC kluczowe jest regulowane napięcie stałe twornika, dlatego w takim zadaniu falownik nie jest właściwym wyborem.
Cyklokonwerter to przekształtnik AC/AC, który zamienia napięcie przemienne o jednej częstotliwości na napięcie przemienne o innej (zwykle niższej) częstotliwości. Stosuje się go głównie w napędach z silnikami AC o dużej mocy, a nie jako źródło regulowanego DC.
Wskazówką jest silnik prądu stałego i wymóg "regulacji prędkości" bez dodatkowych informacji o zmianie wzbudzenia. W praktyce egzaminacyjnej najczęściej oznacza to dobór układu, który daje napięcie DC o regulowanej wartości, czyli przekształtnika sterowanego.
Najczęstsze to automatyczne wybieranie falownika (bo jest popularny w napędach) oraz mylenie prostownika diodowego ze sterowanym. Pomaga zasada: silnik DC wymaga źródła DC, a jeśli ma być regulacja – potrzebny jest układ umożliwiający zmianę napięcia lub prądu w sposób sterowany.
W nowych maszynach coraz częściej stosuje się napędy AC z falownikami, ale silniki DC mogą nadal występować w starszych urządzeniach lub w modernizacjach, gdzie pozostawiono istniejący silnik. Wtedy typowe są układy prostownikowe sterowane do regulacji prędkości.
Warto utrwalić: różnice AC/DC, funkcje przekształtników (prostownik, falownik, cyklokonwerter), wpływ napięcia i wzbudzenia na prędkość silnika DC oraz podstawowe schematy blokowe napędów. To pozwala szybko dopasować właściwe źródło zasilania do typu silnika.
info

Statystycznie 52% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że prostownik diodowy daje zwykle napięcie nieregulowane, a falownik i cyklokonwerter służą do zasilania AC.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Silnik prądu stałego" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Prostownik sterowany" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prostownik_sterowany (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Falownik" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Falownik (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z napędów elektrycznych (silniki DC i metody regulacji prędkości)
  • Materiały dydaktyczne z energoelektroniki: prostowniki sterowane, układy tyrystorowe
  • Dokumentacje techniczne napędów DC (opisy blokowe: zasilacz/mostek sterowany, obwód wzbudzenia, twornik)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego