KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 36.
Zmianę kierunku wirowania wału silnika bocznikowego prądu stałego uzyska się po zmianie kierunku prądu płynącego w uzwojeniu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W silniku prądu stałego zwrot momentu zależy od zwrotu strumienia wzbudzenia i prądu twornika. Aby odwrócić kierunek obrotów, wystarczy zmienić kierunek prądu w jednym z tych obwodów: w uzwojeniu wzbudzenia albo w uzwojeniu twornika. Zmiana obu jednocześnie nie zmienia zwrotu momentu.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku bocznikowym prądu stałego kierunek wirowania wynika ze zwrotu momentu elektromagnetycznego, który w ujęciu jakościowym jest proporcjonalny do iloczynu strumienia wzbudzenia i prądu twornika (często zapisywane skrótowo jako zależność typu M ~ Φ · Ia). Oznacza to, że o zwrocie momentu decydują dwa "znaki": zwrot Φ (ustalany przez prąd w uzwojeniu wzbudzenia) oraz zwrot Ia (prąd w obwodzie twornika).

Dlatego odpowiedź "wzbudzenia lub twornika." jest poprawna: odwrócenie prądu tylko w jednym z tych uzwojeń zmienia znak iloczynu Φ · Ia, a więc odwraca zwrot momentu i w konsekwencji kierunek obrotów wału.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "wzbudzenia i równocześnie w uzwojeniu twornika." – jednoczesne odwrócenie prądu w obu głównych obwodach zmienia znak zarówno Φ, jak i Ia. Dwa odwrócenia "znaku" znoszą się, więc zwrot momentu pozostaje taki sam, a kierunek wirowania nie ulega zmianie.
  • "komutacyjnym lub kompensacyjnym." – uzwojenia komutacyjne i kompensacyjne pełnią funkcje pomocnicze (poprawa komutacji, ograniczanie reakcji twornika). Nie są one podstawowym czynnikiem wyznaczającym zwrot głównego momentu napędowego w typowym silniku bocznikowym.
  • "komutacyjnym i równocześnie w uzwojeniu kompensacyjnym." – analogicznie, zmiany w uzwojeniach pomocniczych dotyczą jakości pracy (iskrzenie, stabilność komutacji), a nie stanowią standardowej metody rewersowania kierunku obrotów.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli pytanie dotyczy zmiany kierunku obrotów w silniku DC, szukaj odpowiedzi odnoszącej się do twornika lub wzbudzenia. Uzwojenia komutacyjne/kompensacyjne kojarz przede wszystkim z poprawą komutacji, a nie z rewersem.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Aby odwrócić kierunek obrotów, trzeba odwrócić zwrot momentu. W praktyce robi się to przez zmianę kierunku prądu w jednym z dwóch obwodów: albo w uzwojeniu wzbudzenia (zmiana zwrotu strumienia), albo w obwodzie twornika (zmiana zwrotu prądu twornika).
Prąd wzbudzenia wyznacza zwrot strumienia magnetycznego Φ. Zwrot momentu zależy od iloczynu Φ i prądu twornika. Gdy odwrócisz prąd wzbudzenia, odwraca się Φ, więc zmienia się znak momentu i silnik zaczyna obracać się w przeciwną stronę.
Twornik przewodzi prąd w polu magnetycznym wzbudzenia. Siły elektrodynamiczne (a więc i moment) zależą od zwrotu tego prądu. Jeśli odwrócisz kierunek prądu twornika przy niezmienionym wzbudzeniu, moment zmieni zwrot i wał zacznie wirować odwrotnie.
Zwykle nie. Jednocześnie odwracasz zwrot strumienia Φ i zwrot prądu twornika, więc "znaki" zmieniają się dwa razy. Iloczyn Φ i Ia pozostaje taki sam, a zwrot momentu nie ulega zmianie. To częsta pułapka w pytaniach testowych.
Uzwojenie komutacyjne (bieguny komutacyjne) jest uzwojeniem pomocniczym poprawiającym komutację, czyli przełączanie prądu w zwojach twornika przez komutator. Jego celem jest ograniczanie iskrzenia na szczotkach i poprawa pracy pod obciążeniem, a nie realizacja rewersu.
Uzwojenie kompensacyjne jest stosowane do kompensacji reakcji twornika, czyli wpływu pola wytwarzanego przez prąd twornika na rozkład pola głównego. Poprawia stabilność pracy i komutację przy dużych obciążeniach. Z reguły nie jest to obwód, którym steruje się kierunkiem obrotów.
Najczęściej myli się uzwojenia główne z pomocniczymi oraz wybiera odpowiedź "odwrócić wszystko naraz". Warto pamiętać regułę: zmień jedno (wzbudzenie albo twornik), żeby zmienić zwrot momentu; zmień oba – zwykle kierunek pozostanie ten sam.
Najpierw odczytaj oznaczenia zacisków z tabliczki/oznaczeń na obudowie lub dokumentacji. Pomocniczo można wykonać pomiar rezystancji: uzwojenie wzbudzenia bocznikowego ma zwykle większą rezystancję niż obwód twornika. W praktyce i tak kluczowa jest identyfikacja wg schematu producenta.
Często rewers realizuje się przez przełączanie polaryzacji w obwodzie twornika, bo jest to wygodne w układach sterowania (np. mostek H, styczniki rewersyjne). Przełączanie wzbudzenia też działa, ale może mieć inne konsekwencje dynamiczne i wymaga odpowiedniego układu zasilania wzbudzenia.
Utrwal schematy silników DC (bocznikowy, szeregowy, obcowzbudny) i zależność zwrotu momentu od Φ oraz prądu twornika. Ćwicz na krótkich pytaniach: "co się stanie po odwróceniu prądu w...?". Dodatkowo powtórz role uzwojeń komutacyjnych i kompensacyjnych.
info

Około 54% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "W silniku prądu stałego zwrot momentu zależy od zwrotu strumienia wzbudzenia i prądu twornika."

Źródła:

  • IEC 60034 (Rotating electrical machines) – ogólne informacje o maszynach wirujących i pojęciach kierunku momentu/obrotów; konkretne zależności dla DC wynikają z teorii maszyn elektrycznych

Materiały:

  • Podstawy maszyn elektrycznych – rozdział o silnikach prądu stałego
  • Schematy ideowe silników DC (bocznikowy, szeregowy, obcowzbudny) i analiza zwrotu momentu
  • Ćwiczenia z elektrotechniki: zależność M ~ Φ · Ia oraz wpływ zmiany zwrotu Φ lub Ia

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego