KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2011

PYTANIE NR 20.
W silniku zasilanym napięciem 400 V zmiana liczby par biegunów uzwojenia stojana ma wpływ na
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zmiana liczby par biegunów uzwojenia stojana zmienia prędkość pola wirującego, a więc prędkość synchroniczną.
Przy stałej częstotliwości zasilania większa liczba par biegunów oznacza mniejszą prędkość obrotową, a mniejsza liczba par biegunów – większą. Pozostałe odpowiedzi dotyczą innych zjawisk lub innych sposobów sterowania.

Pełne wyjaśnienie:

Liczba par biegunów uzwojenia stojana decyduje o tym, jak "szybko" wiruje w przestrzeni pole magnetyczne wytwarzane przez stojan. W maszynach prądu przemiennego prędkość ta nazywana jest prędkością synchroniczną i zależy od częstotliwości zasilania oraz właśnie od liczby par biegunów. Gdy częstotliwość jest stała (typowo z sieci), to:

  • zwiększenie liczby par biegunów powoduje zmniejszenie prędkości synchronicznej,
  • zmniejszenie liczby par biegunów powoduje zwiększenie prędkości synchronicznej.

Dlatego poprawna jest odpowiedź: "zmianę prędkości obrotowej silnika." W praktyce jest to zasada działania silników wielobiegowych (np. rozwiązań, w których przełącza się połączenia uzwojeń stojana tak, aby uzyskać inną liczbę biegunów, a tym samym inną prędkość).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "wydłużenie czasu rozruchu." Czas rozruchu zależy m.in. od momentu obciążenia, momentu rozruchowego, bezwładności układu oraz sposobu rozruchu. Sama zmiana liczby par biegunów nie jest jednoznacznie "wydłużeniem" rozruchu – może zmienić charakterystykę prędkości, ale nie stanowi bezpośredniej reguły.
  • "zmianę kierunku obrotów." Kierunek obrotów w silniku trójfazowym zmienia się typowo przez zamianę kolejności dwóch faz. Zmiana liczby par biegunów nie jest standardowym mechanizmem odwracania kierunku.
  • "zwiększenie poślizgu." Poślizg to różnica między prędkością synchroniczną a prędkością wirnika w silniku asynchronicznym. Zależy od obciążenia i parametrów silnika; nie wynika automatycznie z samego faktu zmiany liczby par biegunów jako "zwiększenie".

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się liczba biegunów/par biegunów, niemal zawsze chodzi o związek z prędkością synchroniczną (prędkością pola wirującego), a nie o kierunek wirowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Liczba par biegunów określa, ile razy w obwodzie magnetycznym stojana powtarza się układ N-S (para biegunów). To parametr konstrukcyjny uzwojenia, który wpływa na prędkość pola wirującego, a przez to na prędkość pracy silnika przy danej częstotliwości.
Przy stałej częstotliwości zasilania większa liczba par biegunów daje mniejszą prędkość synchroniczną, a mniejsza liczba par biegunów – większą prędkość synchroniczną. Dlatego przełączanie liczby biegunów jest jedną z metod uzyskania dwóch (lub więcej) prędkości silnika.
Prędkość pola wirującego wynika z częstotliwości zmian prądu w uzwojeniach i z liczby par biegunów. Napięcie wpływa głównie na poziom prądu i moment (w danych warunkach), ale samo napięcie nie wyznacza prędkości synchronicznej tak jak częstotliwość.
Prędkość synchroniczna to prędkość wirowania pola magnetycznego wytwarzanego przez stojan. W silniku asynchronicznym wirnik obraca się nieco wolniej (występuje poślizg), a w silniku synchronicznym może obracać się z prędkością równą prędkości synchronicznej.
Nie jest to typowa metoda zmiany kierunku. Kierunek obrotów silnika trójfazowego najczęściej zmienia się przez zamianę kolejności dwóch faz zasilania. Zmiana liczby par biegunów służy przede wszystkim do zmiany prędkości, a nie do odwracania wirowania.
W praktyce stosuje się rozwiązania z przełączaniem połączeń uzwojeń stojana, aby uzyskać inną liczbę biegunów, a więc inną prędkość synchroniczną. Spotyka się to w napędach wentylatorów i pomp, gdzie wystarczą dwie prędkości pracy bez falownika.
Poślizg to różnica (zwykle w ujęciu względnym) między prędkością synchroniczną pola stojana a prędkością wirnika. Poślizg rośnie wraz z obciążeniem, bo wirnik musi "odstać" od pola, aby wytworzyć odpowiedni moment elektromagnetyczny.
Poślizg jest pojęciem związanym z różnicą prędkości, więc intuicyjnie kojarzy się z tematem biegunów i prędkości. Jednak zmiana liczby par biegunów zmienia przede wszystkim prędkość synchroniczną, a poślizg zależy głównie od obciążenia i parametrów silnika, więc nie ma prostej reguły "zawsze zwiększa".
Najczęściej myli się zmianę liczby par biegunów ze zmianą kierunku obrotów (bo oba dotyczą uzwojeń) albo przypisuje wpływ napięcia na prędkość zamiast częstotliwości. Częsty błąd to też utożsamianie prędkości synchronicznej z prędkością wirnika bez uwzględnienia poślizgu.
Jeśli w treści pojawia się "liczba par biegunów", "bieguny" lub "uzwojenie stojana", to najczęściej testowana jest zależność prędkości synchronicznej od częstotliwości i liczby biegunów. Wtedy szukaj odpowiedzi o zmianie prędkości, a nie o czasie rozruchu czy kierunku.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 65% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że pozostałe odpowiedzi dotyczą innych zjawisk lub innych sposobów sterowania.

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki i maszyn elektrycznych (dział: silniki prądu przemiennego)
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji ELE.2 dotyczące maszyn elektrycznych
  • Zadania i testy z prędkości synchronicznej oraz poślizgu silnika asynchronicznego

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego