KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 4.
Przedstawiony na rysunku schemat blokowy przekształtnika zasilającego silnik indukcyjny klatkowy umożliwia regulację prędkości wirowania silnika przez zmianę
Ilustracja przedstawia schemat blokowy przekształtnika zasilającego silnik indukcyjny klatkowy, który umożliwia regulację
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Regulacja prędkości silnika indukcyjnego klatkowego zasilanego z falownika polega na zmianie częstotliwości zasilania, bo prędkość synchroniczna zależy od częstotliwości. Aby zachować właściwy strumień i moment, wraz ze zmianą częstotliwości zwykle zmienia się też napięcie (sterowanie U/f).

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym klatkowym prędkość pola wirującego stojana (tzw. prędkość synchroniczna) zależy przede wszystkim od częstotliwości zasilania oraz liczby par biegunów. Dlatego w praktyce najczęściej stosowaną metodą płynnej regulacji prędkości jest zasilanie silnika z falownika (przemiennika częstotliwości), który umożliwia zmianę częstotliwości napięcia podawanego na stojan.

Sama zmiana częstotliwości nie jest jednak wystarczająca do poprawnej pracy w szerokim zakresie prędkości. Przy zbyt niskim napięciu w stosunku do częstotliwości spada strumień w maszynie, co ogranicza moment. Z kolei zbyt wysokie napięcie względem częstotliwości może prowadzić do nadmiernego magnesowania i wzrostu prądów. Z tego powodu w klasycznym sterowaniu skalarowym utrzymuje się przybliżenie stałego stosunku U/f, czyli wraz ze zmianą częstotliwości zmienia się też napięcie zasilające.

Pozostałe odpowiedzi nie opisują typowej metody realizowanej przez przekształtnik zasilający silnik klatkowy:

  • "liczby par biegunów" – zmiana liczby biegunów wymaga specjalnej konstrukcji uzwojeń i przełączania połączeń (regulacja skokowa), nie jest to funkcja standardowego falownika w sensie "zmiany liczby biegunów" silnika.
  • "rezystancji w obwodzie wirnika" – taka regulacja dotyczy silników indukcyjnych pierścieniowych, gdzie można dołączać rezystancję do obwodu wirnika. Silnik klatkowy nie ma wyprowadzonego obwodu wirnika do takiej regulacji.
  • "poślizgu" – poślizg jest wielkością wynikową zależną od obciążenia, parametrów silnika i częstotliwości; w typowym układzie z falownikiem nie "ustawia się poślizgu" jako podstawowego parametru regulacji, tylko zmienia częstotliwość (i zwykle napięcie), a poślizg dostosowuje się do warunków pracy.

Na egzaminie warto pamiętać prostą wskazówkę: falownik = regulacja częstotliwości, a w klasycznym sterowaniu skalarowym dodatkowo zmiana napięcia tak, by utrzymać właściwe warunki magnetyczne silnika.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Falownik reguluje prędkość głównie przez zmianę częstotliwości napięcia zasilającego stojan. Ponieważ prędkość pola wirującego zależy od częstotliwości, zmiana Hz zmienia prędkość synchroniczną, a silnik pracuje z niewielkim poślizgiem względem tej prędkości.
W sterowaniu skalarowym dąży się do utrzymania w przybliżeniu stałego stosunku U/f. Dzięki temu strumień w maszynie nie spada zbyt mocno przy małych częstotliwościach, a przy większych nie dochodzi do nadmiernego magnesowania i wzrostu prądów.
To prędkość wirowania pola magnetycznego stojana. Zależy od częstotliwości zasilania i liczby par biegunów. Wirnik silnika indukcyjnego obraca się zwykle nieco wolniej (w pracy silnikowej), a różnicę opisuje poślizg.
Poślizg to względna różnica między prędkością synchroniczną a prędkością wirnika. Zależy m.in. od obciążenia (momentu), parametrów silnika i warunków zasilania. W praktyce nie jest zwykle "nastawą" falownika, tylko wynikiem pracy napędu.
Nie w typowym silniku klatkowym, bo obwód wirnika nie jest wyprowadzony na zewnątrz. Zmiana rezystancji w obwodzie wirnika jest charakterystyczna dla silników pierścieniowych. W klatkowych standardem jest regulacja częstotliwością (falownikiem).
Gdy potrzebna jest skokowa zmiana prędkości (np. dwa lub kilka ustalonych zakresów) i silnik jest do tego konstrukcyjnie przystosowany. Nie jest to typowa funkcja realizowana przez falownik "zwykłego" silnika, tylko cecha konkretnej maszyny i układu przełączania uzwojeń.
Częste pomyłki to: wskazanie "poślizgu" jako parametru sterowanego, mylenie silnika klatkowego z pierścieniowym (rezystancja wirnika), oraz pomijanie faktu, że przy sterowaniu U/f napięcie zmienia się razem z częstotliwością, by zachować moment.
Jeśli obniżysz częstotliwość bez odpowiedniej korekty napięcia, spada strumień magnetyczny, a z nim zdolność do wytwarzania momentu. Dlatego w praktyce stosuje się zależność U/f, aby utrzymać właściwe warunki magnetyczne w zakresie regulacji.
Zwykle widać blok wyznaczania zadanej częstotliwości oraz blok, który na podstawie częstotliwości wyznacza wartość napięcia (charakterystyka U(f) lub U/f). Następnie sygnały te trafiają do modulatora i stopnia mocy falownika zasilającego silnik.
Opanuj zależność prędkości od częstotliwości, pojęcia: prędkość synchroniczna i poślizg, oraz podstawy falownika (zmiana częstotliwości i napięcia). Ćwicz rozpoznawanie metod regulacji: U/f, zmiana biegunów, metody dla silników pierścieniowych.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 47% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Regulacja prędkości silnika indukcyjnego klatkowego zasilanego z falownika polega na zmianie częstotliwości zasilania, bo prędkość synchroniczna zależy od częstotliwości."

Źródła:

  • Wikipedia: "Przemiennik częstotliwości" (opis zasady działania falownika i regulacji prędkości) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Przemiennik_cz%C4%99stotliwo%C5%9Bci - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia: "Silnik indukcyjny" (zależność prędkości od częstotliwości i poślizgu) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_indukcyjny - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z zakresu "napędy elektryczne" dla technikum
  • Dokumentacje (instrukcje) falowników – rozdziały o sterowaniu U/f i krzywych V/f
  • Materiały dydaktyczne o silnikach indukcyjnych (poślizg, moment, prędkość synchroniczna)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego