KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 25.
Pracujący ze znamionowym obciążeniem trójfazowy silnik klatkowy nagle zaczął głośniej pracować i zmniejszyła się jego prędkość obrotowa. Która z wymienionych przyczyn może odpowiadać za opisaną zmianę w pracy tego silnika?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przerwa w jednej z faz zasilania powoduje silną asymetrię prądów i spadek momentu w silniku klatkowym. Przy niezmienionym obciążeniu rośnie poślizg, silnik traci prędkość i często pracuje głośniej (drgania, "buczenie"), a także szybciej się nagrzewa. Pozostałe opcje nie dają typowo takiego zestawu objawów.

Pełne wyjaśnienie:

W trójfazowym silniku asynchronicznym klatkowym praca przy znamionowym obciążeniu wymaga wytworzenia odpowiedniego momentu elektromagnetycznego. Jeśli nastąpi przerwa w jednej z faz zasilania (tzw. zanik fazy), układ zasilania staje się silnie niesymetryczny. W praktyce silnik może dalej "ciągnąć", ale z dużo mniejszym dostępnym momentem i z wyraźnie pogorszonymi warunkami pracy.

Skutek jest typowy: aby utrzymać moment potrzebny do napędu obciążenia, silnik zwiększa poślizg, czyli jego prędkość spada w stosunku do normalnej pracy. Jednocześnie pojawiają się większe pulsacje momentu, drgania i nieprzyjemny dźwięk ("buczenie"), co użytkownik odbiera jako głośniejszą pracę. Dodatkowo rosną straty i nagrzewanie, co w eksploatacji jest stanem niebezpiecznym i powinno skutkować szybkim wyłączeniem oraz diagnostyką toru zasilania (zaciski, bezpieczniki, stycznik, przewody).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do opisu?

  • Wzrost wartości napięcia zasilającego zwykle nie powoduje spadku prędkości przy stałej częstotliwości. Może zwiększać prąd magnesujący i hałas (np. drgania blach), ale typowy skutek "głośniej i wolniej" przy niezmienionym obciążeniu dużo bardziej wskazuje na niedobór momentu, jak przy zaniku fazy.
  • Wzrost częstotliwości napięcia sieci zasilającej (przy zasilaniu sieciowym) wprost zwiększałby prędkość synchroniczną, a więc nie jest naturalnym wyjaśnieniem spadku prędkości. W praktyce częstotliwość sieci jest stała, a jej wzrost nie jest typową przyczyną takich objawów.
  • Przerwa w przewodzie ochronnym jest usterką bardzo groźną z punktu widzenia bezpieczeństwa (ochrona przeciwporażeniowa), ale sama w sobie nie powinna zmieniać parametrów zasilania silnika ani powodować spadku prędkości. To nie jest przewód roboczy odpowiedzialny za zasilanie uzwojeń.

Wskazówka egzaminacyjna: zestaw objawów "głośniej + wolniej pod obciążeniem" w silniku trójfazowym bardzo często kieruje podejrzenie na zanik fazy lub poważną asymetrię napięć, a nie na PE ani "wzrost f".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zanik fazy to sytuacja, gdy do silnika trójfazowego nie dociera jedna z faz (np. przez przepalony bezpiecznik, uszkodzony styk stycznika lub przerwany przewód). Powoduje to niesymetrię prądów, spadek dostępnego momentu i ryzyko przegrzania silnika.
Przy zaniku fazy moment elektromagnetyczny staje się bardziej pulsujący, rosną drgania i pojawia się charakterystyczne "buczenie". Jednocześnie prądy w pozostałych fazach mogą wzrosnąć, co nasila nagrzewanie i pogarsza kulturę pracy napędu.
Przy niezmienionym obciążeniu mechanizm potrzebuje podobnego momentu. Zanik fazy zmniejsza moment, jaki silnik może wytworzyć, więc aby "dociągnąć" obciążenie, rośnie poślizg. W praktyce oznacza to spadek prędkości i gorszą sprawność.
Nie. Dla silnika asynchronicznego częstotliwość zasilania wpływa na prędkość synchroniczną, a jej wzrost zwykle zwiększa prędkość. Spadek prędkości częściej wiąże się z przeciążeniem, spadkiem momentu (np. zanik fazy) lub problemem mechanicznym.
To usterka niebezpieczna, bo pogarsza ochronę przeciwporażeniową i może spowodować pojawienie się napięcia na obudowie przy uszkodzeniu izolacji. Zwykle nie zmienia jednak samego zasilania uzwojeń, więc nie jest typową przyczyną spadku prędkości i hałasu pracy.
Najczęściej obserwuje się spadek prędkości pod obciążeniem, głośniejszą pracę (buczenie), wzrost nagrzewania oraz możliwość zadziałania zabezpieczeń nadprądowych. Długotrwała praca w takim stanie może szybko doprowadzić do uszkodzenia uzwojeń.
W praktyce mierzy się napięcia międzyfazowe i/lub sprawdza ciągłość toru zasilania (bezpieczniki, stycznik, zaciski). Pomocny bywa też pomiar prądów w fazach cęgami: przy zaniku fazy prądy są wyraźnie niesymetryczne. Pomiary wykonuj zgodnie z zasadami BHP.
Stosuje się m.in. przekaźniki kontroli faz (zaniku i kolejności faz) oraz właściwie dobrane zabezpieczenia przeciążeniowe. Przekaźnik może odłączyć stycznik, gdy wykryje brak fazy lub dużą asymetrię, ograniczając ryzyko przegrzania silnika.
W pewnych warunkach silnik może nadal się obracać, ale zwykle ma znacznie mniejszy moment i szybko się przegrzewa. To tryb awaryjny, nieprzeznaczony do eksploatacji. Jeśli pojawią się objawy zaniku fazy, napęd należy wyłączyć i usunąć przyczynę.
Typowe pomyłki to: mylenie wpływu częstotliwości (która zwykle ustala prędkość) z objawami zaniku fazy, traktowanie przerwy w PE jak usterki "zasilającej", oraz wybór "wzrostu napięcia" bez powiązania z tym, że w opisie kluczowy jest spadek prędkości pod obciążeniem.
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Przerwa w jednej z faz zasilania powoduje silną asymetrię prądów i spadek momentu w silniku klatkowym."

Źródła:

  • Stephen J. Chapman, "Electric Machinery Fundamentals", rozdziały o silniku indukcyjnym (induction motor), zależność moment–poślizg i skutki niesymetrii zasilania, McGraw-Hill (wydanie książkowe).
  • Theodore Wildi, "Electrical Machines, Drives, and Power Systems", część o silnikach indukcyjnych i wpływie parametrów zasilania na prędkość oraz moment (wydanie książkowe).

Materiały:

  • Podręczniki do maszyn elektrycznych (silnik asynchroniczny, poślizg, wpływ U i f)
  • Instrukcje producentów silników (sekcje: praca przy zaniku fazy, objawy, zalecenia eksploatacyjne)
  • Materiały szkoleniowe SEP dotyczące eksploatacji i diagnostyki napędów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego