KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2014

PYTANIE NR 28.
Przyczyną nagłego wzrostu prędkości obrotowej silnika bocznikowego prądu stałego podczas jego normalnej pracy jest wystąpienie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W silniku bocznikowym DC prędkość rośnie, gdy maleje strumień wzbudzenia. Przerwa w obwodzie wzbudzenia osłabia (zanika) pole magnetyczne, więc aby zrównoważyć napięcie, silnik zwiększa obroty i może się "rozbiegać". Przerwy lub zwarcia w obwodzie twornika zwykle ograniczają prąd lub powodują przeciążenie, nie nagły wzrost prędkości.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku bocznikowym prądu stałego uzwojenie wzbudzenia jest zasilane równolegle do twornika i wytwarza strumień magnetyczny Φ. Prędkość obrotowa silnika DC zależy w przybliżeniu od relacji: im mniejszy strumień wzbudzenia, tym większa prędkość potrzebna do wytworzenia odpowiednio dużej SEM wstecznej.

Dlatego poprawna jest odpowiedź "przerwy w obwodzie wzbudzenia": przerwa powoduje gwałtowne osłabienie lub zanik pola (spadek Φ). Przy prawie niezmienionym napięciu zasilania silnik dąży do zwiększenia prędkości, aby SEM wsteczna "nadążyła" za napięciem. Skutkiem jest niebezpieczny, nagły wzrost obrotów (rozbieganie), szczególnie przy małym obciążeniu.

Odpowiedź "przerwy w obwodzie twornika" jest niepoprawna, bo przerwa w tworniku przerywa przepływ prądu twornika, a więc zanika moment elektromagnetyczny – silnik traci napęd, nie ma mechanizmu gwałtownego przyspieszenia.

Odpowiedź "zwarcia w obwodzie wzbudzenia" zwykle zwiększa prąd wzbudzenia i prowadzi do wzmocnienia pola (większe Φ) oraz do nagrzewania uzwojenia. Wzmocnienie pola sprzyja raczej spadkowi prędkości (dla danego napięcia), a nie jej wzrostowi.

Odpowiedź "zwarcia w obwodzie twornika" oznacza bardzo duży prąd, silne przeciążenie, iskrzenie na komutatorze i ryzyko uszkodzeń. Taki stan wiąże się z gwałtownym nagrzewaniem i spadkiem napięcia w obwodzie, a nie z nagłym wzrostem prędkości.

W praktyce kluczowa wskazówka diagnostyczna brzmi: nagły wzrost obrotów w silniku bocznikowym → podejrzenie zaniku/utraty wzbudzenia. To zjawisko jest powodem stosowania zabezpieczeń kontrolujących obecność prądu wzbudzenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Silnik bocznikowy DC to silnik, w którym uzwojenie wzbudzenia jest podłączone równolegle (bocznikowo) do twornika. Dzięki temu prąd wzbudzenia jest w miarę stabilny, a prędkość silnika ma dobrą "sztywność" przy zmianach obciążenia w porównaniu z silnikiem szeregowym.
Przerwa w obwodzie wzbudzenia zmniejsza lub eliminuje strumień magnetyczny. Przy stałym napięciu zasilania silnik zwiększa prędkość, aby wytworzyć odpowiednią SEM wsteczną. To może dać nagły wzrost obrotów, szczególnie przy małym obciążeniu, i jest stanem niebezpiecznym dla maszyny.
Twornik to część wirująca (z uzwojeniem) w maszynie DC, w której indukuje się SEM i płynie prąd wytwarzający moment elektromagnetyczny. Jest połączony z komutatorem i szczotkami, które doprowadzają prąd z zasilania do uzwojeń twornika.
Przerwa w tworniku zwykle powoduje brak momentu i zatrzymanie lub nierówną pracę (zanik prądu twornika). Przerwa we wzbudzeniu częściej objawia się wzrostem prędkości i "uciekaniem" obrotów. W diagnostyce warto zmierzyć prąd wzbudzenia i ciągłość uzwojenia wzbudzenia.
Zwykle nie. Zwarcie w obwodzie wzbudzenia prowadzi do nadmiernego prądu wzbudzenia, nagrzewania i zmiany strumienia, ale typowym skutkiem nie jest nagły wzrost obrotów. W praktyce wzrost prędkości kojarzy się bardziej z osłabieniem/zanikiem wzbudzenia niż z jego zwarciem.
Stosuje się rozwiązania nadzorujące obwód wzbudzenia, np. kontrolę prądu wzbudzenia, przekaźniki zaniku wzbudzenia oraz układy sterowania, które w razie spadku wzbudzenia ograniczają zasilanie twornika lub wyłączają napęd. Dobór zależy od układu napędowego i wymagań bezpieczeństwa.
Najczęściej przy uszkodzeniu przewodów lub zacisków, poluzowanych połączeniach, przepaleniu uzwojenia wzbudzenia, awarii elementów zasilania wzbudzenia albo błędach połączeń po pracach konserwacyjnych. Warto kontrolować też stan izolacji i temperaturę uzwojeń.
Pomocne są: pomiar prądu wzbudzenia (spadek do zera), pomiar napięcia na uzwojeniu wzbudzenia, sprawdzenie ciągłości uzwojenia omomierzem oraz kontrola połączeń zaciskowych. Dodatkowo obserwacja wzrostu prędkości przy małym obciążeniu wzmacnia podejrzenie zaniku wzbudzenia.
Zwarcie w tworniku powoduje bardzo duży prąd, co prowadzi do szybkiego nagrzewania uzwojeń, uszkodzeń komutatora i szczotek oraz do iskrzenia. To typowy stan przeciążeniowy, który może zniszczyć silnik i instalację, dlatego wymaga szybkiego wyłączenia i diagnostyki.
Skup się na zależnościach: prąd–moment–prędkość oraz roli wzbudzenia i twornika. Ucz się typowych awarii (przerwa, zwarcie) i ich skutków. Dobrą metodą jest rysowanie prostych schematów silnika bocznikowego i dopisywanie: co się zmieni w prądzie, strumieniu i prędkości po danym uszkodzeniu.
info

Około 33% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że w silniku bocznikowym DC prędkość rośnie, gdy maleje strumień wzbudzenia.

Źródła:

  • Wikipedia (EN): DC motor – Speed regulation and effect of field flux (sekcje o zależności prędkości od strumienia), https://en.wikipedia.org/wiki/DC_motor - accessed 2026-02-27
  • All About Circuits: DC Motor Speed and Torque (zależność prędkości od strumienia/pola i SEM wstecznej), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-13/dc-motor-speed/ - accessed 2026-02-27
  • Wikipedia (PL): Silnik prądu stałego (opis wzbudzenia, twornika i własności pracy), https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego - accessed 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z działu: maszyny elektryczne prądu stałego
  • Materiały dydaktyczne o charakterystykach silników DC (bocznikowy, szeregowy, obcowzbudny)
  • Zadania testowe: rozpoznawanie skutków przerw i zwarć w obwodach maszyn

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego