KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2015 (test 2)

PYTANIE NR 17.
W jaki sposób można zmienić kierunek obrotów wirnika silnika bocznikowego prądu stałego bez przemagnesowania maszyny?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kierunek obrotów silnika DC zależy od zwrotu momentu, który wynika z relacji między prądem twornika a strumieniem wzbudzenia.
Jeśli nie chcemy zmieniać biegunowości wzbudzenia ("bez przemagnesowania"), to rewers uzyskujemy przez odwrócenie prądu w uzwojeniu twornika. Zmiana w obwodzie wzbudzenia zmienia strumień, a nie jest tu założona.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku bocznikowym prądu stałego moment elektromagnetyczny powstaje wskutek oddziaływania przewodników twornika, przez które płynie prąd, z polem magnetycznym wytworzonym przez uzwojenie wzbudzenia. W praktyce zwrot momentu (a więc i kierunek obrotów) zależy od znaku iloczynu dwóch wielkości: zwrotu prądu twornika oraz zwrotu strumienia wzbudzenia.

Aby odwrócić kierunek obrotów, trzeba odwrócić jedną z tych wielkości:

  • albo odwrócić zwrot prądu w tworniku,
  • albo odwrócić zwrot prądu w uzwojeniu wzbudzenia (co zmienia biegunowość pola).

Warunek w pytaniu "bez przemagnesowania maszyny" oznacza, że nie chcemy odwracać biegunowości wzbudzenia (czyli nie ingerujemy w kierunek strumienia pola). W takiej sytuacji jedyną właściwą metodą rewersu jest zmiana zwrotu prądu w uzwojeniu twornika. To zmienia zwrot sił elektrodynamicznych działających na przewodniki twornika, a w konsekwencji odwraca zwrot momentu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Odpowiedź "Zmienić zwrot prądu w uzwojeniu wzbudzenia." odwróciłaby strumień pola, czyli w praktyce "przemagnesowałaby" maszynę w rozumieniu warunku zadania. To łamie ograniczenie postawione w pytaniu.
  • Odpowiedź "Zmienić zwrot prądu w uzwojeniu komutacyjnym." dotyczy uzwojenia pomocniczego, którego rolą jest poprawa komutacji (zmniejszanie iskrzenia) w określonych stanach pracy. Nie jest to standardowy sposób zmiany kierunku obrotów i nie zastępuje rewersu twornika/wzbudzenia.
  • Odpowiedź "Zamienić miejscami dwa przewody podłączone do sieci." jest zbyt ogólna: w silniku DC sama "zamiana przewodów" może w zależności od tego, którego obwodu dotyczy, odwrócić zarówno twornik, jak i wzbudzenie, albo oba naraz. Jeśli odwrócić jednocześnie twornik i wzbudzenie, kierunek momentu może pozostać taki sam, więc metoda nie jest jednoznaczna i nie spełnia precyzyjnie warunku zadania.

W praktyce napędy mechatroniczne realizują taki rewers przez odpowiednie przełączanie polaryzacji obwodu twornika (np. stycznikami lub układem mostka), przy zachowaniu stałej polaryzacji wzbudzenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najczęściej odwraca się zwrot prądu w obwodzie twornika, pozostawiając wzbudzenie bez zmian. Realizuje się to przez przełączanie polaryzacji (np. stycznikami, mostkiem H w sterowniku) tak, aby zmienić znak napięcia na zaciskach twornika, przy stałym zasilaniu wzbudzenia.
Zwrot momentu w silniku DC zależy od relacji między prądem twornika a strumieniem wzbudzenia. Gdy pole (wzbudzenie) zostaje takie samo, a prąd w tworniku zmieni zwrot, to odwracają się siły działające na przewodniki twornika i moment zmienia znak, więc wał zaczyna obracać się w przeciwną stronę.
Tak, technicznie jest to możliwe: odwrócenie prądu w uzwojeniu wzbudzenia odwraca biegunowość pola, więc moment także zmienia zwrot. Jednak w pytaniu jest warunek "bez przemagnesowania", więc taka metoda jest wykluczona. Na egzaminie zawsze sprawdzaj, czy wolno zmieniać wzbudzenie.
Uzwojenie twornika to uzwojenie, w którym indukuje się SEM i przez które płynie prąd roboczy wytwarzający moment. W maszynach DC jest umieszczone na części wirującej (tworniku/wirniku) i połączone z komutatorem, który przełącza prąd w sekcjach uzwojenia podczas obrotu.
Uzwojenie wzbudzenia wytwarza pole magnetyczne (strumień) w stojanie. W silniku bocznikowym jest ono zasilane równolegle do twornika, dzięki czemu strumień jest względnie stabilny w normalnym zakresie pracy. Zmiana polaryzacji wzbudzenia zmienia biegunowość pola i wpływa na zwrot momentu.
Uzwojenie komutacyjne (pomocnicze) ma zadanie poprawiać warunki komutacji, czyli ograniczać iskrzenie i wspierać przełączanie prądu w uzwojeniu twornika. Nie jest projektowane jako element do rewersu, a jego odwrócenie nie stanowi standardowej, jednoznacznej metody zmiany kierunku obrotów całej maszyny.
Nie zawsze. Zależy, których przewodów dotyczy zamiana i jak jest zasilone wzbudzenie. Jeśli przez "zamianę" odwrócisz jednocześnie polaryzację twornika i wzbudzenia, kierunek momentu może pozostać bez zmian. Dlatego w zadaniach egzaminacyjnych lepsza jest odpowiedź precyzyjna: odwrócić prąd w tworniku.
Najczęstsze błędy to: mylenie uzwojenia twornika z wzbudzeniem, ignorowanie warunku "bez przemagnesowania", oraz przenoszenie na silnik DC nawyków z silników AC (np. "zamiana faz"). Pomaga zapamiętać zasadę: odwracasz jedno (twornik lub wzbudzenie), a nie oba naraz.
W praktyce objawia się to tym, że po "rewersie" silnik nadal kręci się w tę samą stronę, mimo że wykonano przełączenie. Powodem jest odwrócenie zarówno prądu twornika, jak i strumienia wzbudzenia, więc zwrot momentu nie zmienia się. Diagnostyka polega na sprawdzeniu połączeń i polaryzacji obu obwodów.
Skup się na: budowie maszyny DC (twornik, komutator, bieguny), roli poszczególnych uzwojeń oraz zasadzie rewersu (zmiana zwrotu prądu w jednym obwodzie). Dodatkowo przećwicz czytanie prostych schematów połączeń i typowe usterki po serwisie, np. zamienione zaciski.
info

Statystycznie 50% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Zmiana w obwodzie wzbudzenia zmienia strumień, a nie jest tu założona."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego - dostęp 2026-02-27
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Maszyna_pr%C4%85du_sta%C5%82ego - dostęp 2026-02-27
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Komutator - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z maszyn elektrycznych prądu stałego (budowa, zasada działania, rewers)
  • Dokumentacja techniczna napędów DC i schematy rewersu (mostek H, styczniki)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar kierunku obrotów przy zmianie polaryzacji twornika/wzbudzenia

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego