KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2009

PYTANIE NR 32.
W sieci zasilającej silnik indukcyjny trójfazowy nastąpił zanik napięcia w jednej fazie. W takim przypadku, po załączeniu napięcia, silnik indukcyjny obciążony momentem znamionowym Mn
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zanik napięcia w jednej fazie powoduje silną asymetrię zasilania i spadek dostępnego momentu elektromagnetycznego.
Przy obciążeniu momentem znamionowym silnik zwykle nie uzyska momentu rozruchowego wystarczającego do ruszenia, więc nie uruchomi się. Odpowiedzi o małej prędkości lub odwróceniu kierunku mylą zjawiska rozruchu i kolejności faz.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym trójfazowym prawidłowy rozruch wymaga zasilania trzema fazami o właściwych wartościach i przesunięciach. Zanik napięcia w jednej fazie (tzw. praca na dwóch fazach / asymetria) powoduje, że pole wirujące jest silnie zaburzone, a wartości prądów w pozostałych fazach rosną nierównomiernie. W praktyce dostępny moment elektromagnetyczny w rozruchu wyraźnie maleje.

Jeżeli po ponownym załączeniu zasilania silnik jest obciążony momentem znamionowym Mn, to do ruszenia potrzebuje momentu rozruchowego większego od momentu obciążenia (z odpowiednim zapasem). Przy zaniku jednej fazy ten warunek zwykle nie jest spełniony, więc silnik nie uzyska przyspieszenia do prędkości roboczej i w konsekwencji nie uruchomi się (może tylko buczeć, pobierać duży prąd i szybko się nagrzewać, jeśli nie zadziałają zabezpieczenia).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "będzie wirował z małą prędkością" – to opis niejednoznaczny i typowo nie dotyczy poprawnego rozruchu pod obciążeniem znamionowym. W warunkach zaniku fazy i dużego obciążenia kluczowym problemem jest brak wystarczającego momentu do rozpędzenia, a nie stabilna praca na "małej prędkości".
  • "będzie wirował w przeciwnym kierunku" – kierunek wirowania w silniku trójfazowym zależy od kolejności faz, a nie od zaniku jednej fazy. Zanik fazy nie "odwraca" kolejności, tylko powoduje asymetrię i spadek momentu.
  • "uruchomi się, ale przy dużym obciążeniu będzie się przegrzewał" – przegrzewanie jest typowym skutkiem pracy przy asymetrii (zwiększone prądy w pozostałych fazach), ale w tym pytaniu kluczowy jest warunek rozruchu przy Mn. Dla takiego obciążenia bardziej prawdopodobny jest brak rozruchu niż prawidłowe uruchomienie.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się Mn i mowa o załączeniu napięcia, najpierw oceniaj możliwość rozruchu (czy moment rozruchowy przewyższy obciążenie), a dopiero potem rozważaj skutki cieplne i długotrwałą pracę.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zanik fazy to sytuacja, gdy jedna z trzech faz nie dostarcza napięcia (np. przerwany przewód, bezpiecznik). Powoduje to asymetrię zasilania, nierównomierne prądy i spadek dostępnego momentu, co może uniemożliwić rozruch i prowadzić do przegrzewania uzwojeń.
Przy zaniku fazy pole wirujące jest zaburzone, a moment elektromagnetyczny w rozruchu spada. Jeśli obciążenie wymaga momentu zbliżonego do znamionowego, silnik nie ma "siły" do rozpędzenia. Zwykle pobiera wtedy duży prąd w pozostałych fazach i szybko się nagrzewa.
Nie. Kierunek obrotów zależy od kolejności faz (zamiana dwóch faz odwraca kierunek). Zanik jednej fazy nie odwraca kolejności, tylko powoduje asymetrię i spadek momentu. Skutkiem jest raczej problem z rozruchem lub przegrzewanie, a nie zmiana kierunku.
Typowe objawy to głośniejsze buczenie, wyraźny spadek momentu, trudności z rozruchem, nierówna praca oraz szybkie nagrzewanie. Często rosną prądy w pozostałych fazach, co może wyzwolić zabezpieczenie przeciążeniowe lub przekaźnik kontroli faz.
Jeśli zanik fazy nastąpi, gdy silnik już pracuje i obciążenie jest małe, może on przez pewien czas nadal się obracać, ale zwykle z pogorszonymi parametrami i podwyższonym nagrzewaniem. To stan niebezpieczny dla uzwojeń, dlatego stosuje się zabezpieczenia zaniku fazy.
Najczęściej stosuje się przekaźnik kontroli faz (kolejności, zaniku i asymetrii) współpracujący ze stycznikiem oraz zabezpieczenia przeciążeniowe (termiczne/elektroniczne). Celem jest szybkie odłączenie silnika, zanim wzrost prądów i nagrzewanie doprowadzą do uszkodzenia izolacji.
Asymetria zasilania powoduje niekorzystny rozkład składowych pola magnetycznego i wymusza inne warunki pracy uzwojeń. Aby wytworzyć moment, układ "próbuje" kompensować brak fazy, co skutkuje wzrostem prądów w pozostałych przewodach. To przekłada się na straty cieplne i ryzyko przegrzania.
Przy zaniku fazy często występuje wyraźna asymetria prądów między fazami (jedna faza "martwa" lub znacznie inna), a przy przeciążeniu mechanicznym prądy rosną bardziej równomiernie we wszystkich fazach. W praktyce pomaga pomiar prądów cęgami i kontrola napięć oraz stanu bezpieczników.
Najczęstszy błąd to mylenie zaniku fazy z zamianą kolejności faz i wybór odpowiedzi o przeciwnym kierunku obrotów. Drugi błąd to pomijanie informacji o momencie znamionowym i zakładanie, że silnik zawsze "jakoś ruszy". Warto analizować najpierw warunek rozruchu.
To zależy od obciążenia, mocy silnika, rodzaju chłodzenia i czasu trwania asymetrii. Przy dużym obciążeniu nagrzewanie może postępować bardzo szybko, dlatego w praktyce wymaga się skutecznych zabezpieczeń i nie dopuszcza się do długotrwałej pracy na dwóch fazach.
info

Statystycznie 33% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Odpowiedzi o małej prędkości lub odwróceniu kierunku mylą zjawiska rozruchu i kolejności faz."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_indukcyjny - dostęp 2026-03-01
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Single-phasing - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z maszyn elektrycznych (silniki indukcyjne)
  • Instrukcje producentów zabezpieczeń: przekaźniki kontroli faz i zaniku fazy
  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki: moment rozruchowy, prądy rozruchowe

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego