KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 9.
Podczas pracy trójfazowego silnika indukcyjnego obciążonego momentem znamionowym wystąpiło nagłe zmniejszenie prędkości obrotowej silnika z jednoczesnym wzrostem głośności pracy silnika. Najbardziej prawdopodobną przyczyną takiej sytuacji jest
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zanik napięcia w jednej fazie powoduje niesymetrię zasilania i możliwość pracy silnika "na dwóch fazach". Przy obciążeniu momentem znamionowym rośnie poślizg, spada prędkość i pojawiają się silniejsze drgania oraz hałas. Zabezpieczenie termiczne lub RCD zwykle przerywają obwód, a wzrost częstotliwości podnosi prędkość synchroniczną.

Pełne wyjaśnienie:

Opisane objawy: nagły spadek prędkości przy jednoczesnym wzroście głośności pracy trójfazowego silnika indukcyjnego obciążonego momentem znamionowym najlepiej pasują do sytuacji zaniku napięcia w jednej fazie (niesymetria zasilania).

Gdy silnik traci jedną fazę, może (w zależności od układu) nadal próbować pracować, ale warunki elektromagnetyczne pogarszają się. Dla utrzymania wymaganego momentu przy gorszym zasilaniu rośnie poślizg, co w praktyce oznacza spadek prędkości obrotowej. Jednocześnie zwiększają się pulsacje momentu i prądy w pozostałych fazach, co często daje odczuwalne drgania i hałas, a także szybkie nagrzewanie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do zestawu objawów?

  • "Zadziałanie zabezpieczenia termicznego" – typowo skutkuje odłączeniem zasilania silnika (wyłączeniem stycznika lub rozwarciem obwodu sterowania). Wtedy silnik przestaje napędzać obciążenie, a nie pracuje głośniej z mniejszą prędkością. Hałas mógłby co najwyżej wystąpić krótko przed wyłączeniem, ale w treści mowa o jednoczesnym spadku prędkości i głośniejszej pracy silnika.
  • "Wzrost częstotliwości napięcia sieci" – prędkość synchroniczna pola wirującego zależy od częstotliwości, więc jej wzrost sprzyja wzrostowi prędkości (przy zachowaniu warunków zasilania). Nie jest to typowa przyczyna nagłego spadku prędkości pod obciążeniem znamionowym.
  • "Zadziałanie wyłącznika różnicowoprądowego" – RCD reaguje na prąd różnicowy (upływ do ziemi), a nie na przeciążenie czy zanik fazy. Jego zadziałanie najczęściej odcina zasilanie całego obwodu, więc silnik powinien się zatrzymać, a nie kontynuować głośniejszą pracę ze zmniejszoną prędkością.

Wskazówka egzaminacyjna: w pytaniach o nagły spadek prędkości przy stałym obciążeniu warto skojarzyć to z pogorszeniem warunków zasilania (niesymetria/zanik fazy) i wzrostem poślizgu, a nie z zabezpieczeniami, które zwykle kończą się wyłączeniem.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zanik fazy to utrata napięcia w jednej z trzech faz zasilania (np. przerwa przewodu, przepalony bezpiecznik, uszkodzony styk). Skutkiem jest silna niesymetria zasilania, która może powodować spadek momentu, wzrost prądów w pozostałych fazach i niebezpieczne nagrzewanie silnika.
Przy zaniku fazy silnik ma gorsze warunki wytworzenia momentu. Aby "utrzymać" obciążenie, rośnie poślizg, czyli różnica między prędkością pola wirującego a prędkością wirnika. Większy poślizg oznacza mniejszą prędkość obrotową i zwykle większe straty oraz nagrzewanie.
Poślizg to miara tego, o ile prędkość wirnika jest mniejsza od prędkości synchronicznej pola. Gdy obciążenie rośnie albo zasilanie jest gorsze (np. zanik fazy), poślizg wzrasta. W praktyce wirnik kręci się wolniej, a prądy i straty cieplne mogą szybko narastać.
Niesymetria zasilania powoduje pulsacje momentu i zwiększone drgania elektromagnetyczne. Do tego dochodzą możliwe wibracje mechaniczne wynikające ze spadku prędkości przy stałym obciążeniu. W efekcie silnik często "buczy", pracuje nierówno i jest wyraźnie głośniejszy niż w stanie prawidłowym.
Typowym skutkiem zadziałania zabezpieczenia termicznego jest przerwanie obwodu (najczęściej wyłączenie stycznika), czyli odłączenie silnika od zasilania. Dlatego, jeśli silnik nadal pracuje, ale zwalnia i hałasuje, bardziej podejrzane są problemy z zasilaniem (np. zanik fazy) niż samo zadziałanie "termika".
Nie. Wyłącznik różnicowoprądowy reaguje na prąd upływu do ziemi (różnicę prądów między przewodami), a nie na brak jednej fazy czy przeciążenie. Do ochrony przed zanikiem fazy stosuje się inne środki, np. przekaźniki kontroli faz lub odpowiednie zabezpieczenia silnikowe.
Najczęściej obserwuje się spadek prędkości, wzrost prądu w pozostałych fazach, silne nagrzewanie, spadek sprawności oraz drgania i hałas. Taka praca bywa bardzo niebezpieczna dla uzwojeń i może szybko doprowadzić do uszkodzenia silnika, jeśli nie nastąpi szybkie wyłączenie.
Przeciążenie zwykle powoduje stopniowy wzrost temperatury i może doprowadzić do zadziałania zabezpieczenia termicznego po pewnym czasie. Zanik fazy często daje objawy nagłe: nierówna praca, wyraźny spadek prędkości i wzrost hałasu, a także szybkie nagrzewanie. W praktyce rozstrzyga pomiar napięć/prądów i kontrola zabezpieczeń.
Wzrost częstotliwości zwiększa prędkość synchroniczną pola wirującego, więc w typowych warunkach umożliwia wyższą prędkość pracy. Jednak w sieci elektroenergetycznej częstotliwość nie zmienia się skokowo w sposób powodujący opisane objawy. Zmiana częstotliwości jest typowa raczej dla falowników niż dla zasilania sieciowego.
W praktyce sprawdza się: napięcia międzyfazowe, prądy w każdej fazie, stan bezpieczników i zacisków, działanie przekaźnika kontroli faz oraz temperaturę silnika. Nierówne prądy lub brak napięcia w jednej fazie silnie wskazują na zanik fazy. Pomiary wykonuj zgodnie z zasadami BHP i uprawnieniami.
info

Około 34% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Zanik napięcia w jednej fazie powoduje niesymetrię zasilania i możliwość pracy silnika "na dwóch fazach"."

Źródła:

  • IEC 60034-1:2017, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance (wymagania ogólne dla maszyn wirujących)
  • PN-EN IEC 60034-1 (wydanie odpowiadające IEC 60034-1), Maszyny elektryczne wirujące – Część 1: Dane znamionowe i parametry (odniesienie do standardu krajowego serii 60034)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z maszyn elektrycznych (silniki indukcyjne, charakterystyki mechaniczne)
  • Instrukcje eksploatacji i DTR silników oraz styczników/zabezpieczeń silnikowych (funkcje zaniku fazy)
  • Materiały producentów przekaźników kontroli faz (opis objawów i skutków zaniku fazy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego