Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2010



PYTANIE NR 42.
Silnik krokowy ma 4 uzwojenia wzbudzające, a każde uzwojenie posiada 8 nabiegunników. Przy sterowaniu jednym uzwojeniem przesunięcie kątowe silnika przypadające na krok wyniesie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kąt kroku w trybie sterowania jednym uzwojeniem oblicza się ze wzoru 360°/(liczba uzwojeń × liczba nabiegunników). Dla 4 uzwojeń i 8 nabiegunników: 360°/(4×8)=360°/32=11,25°. To 11° + 0,25×60' = 11°15', co potwierdza 32×11°15'=360°.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku krokowym położenie wirnika zmienia się skokowo w odpowiedzi na kolejne impulsy sterujące. Kąt przypadający na jeden krok zależy od tego, ile "różnych położeń magnetycznych" może zostać wytworzonych przez uzwojenia i nabiegunniki.

W trybie sterowania jednym uzwojeniem (tzw. wave drive / single-phase-on) w danej chwili aktywne jest jedno uzwojenie. Liczba stabilnych położeń w pełnym obrocie odpowiada wtedy iloczynowi:

  • liczby uzwojeń wzbudzających,
  • liczby nabiegunników przypadających na uzwojenie.

Dane: 4 uzwojenia oraz 8 nabiegunników na każde uzwojenie, więc liczba kroków na obrót wynosi 4×8=32. Stąd:

kąt kroku = 360° / 32 = 11,25°

W odpowiedziach podano zapis w stopniach i minutach kątowych, więc trzeba wykonać konwersję: 11,25° = 11° + 0,25°. Ponieważ 1° = 60', to 0,25×60' = 15'. Otrzymujemy 11°15'.

Dlaczego pozostałe wartości są błędne? 22°30' odpowiadałoby 16 krokom na obrót (czyli pominięciu jednego czynnika, np. potraktowaniu 32/2). 5°38' i 2°49' sugerują przypadkową lub błędną konwersję stopni dziesiętnych na minuty albo założenie mikrokrokowania, którego w pytaniu nie ma. Prosta kontrola poprawności to przemnożenie: 32 kroki × 11,25° = 360°.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest kąt kroku w silniku krokowym?
Kąt kroku to kąt obrotu wału na jeden impuls sterujący w danym trybie pracy. Im mniejszy kąt kroku, tym większa rozdzielczość pozycjonowania. W praktyce parametry te podaje się w kartach katalogowych jako "step angle" lub "steps per revolution".
Jak obliczyć kąt kroku z liczby uzwojeń i nabiegunników?
W typowym uproszczonym modelu dla sterowania jednym uzwojeniem liczba kroków na obrót wynosi uzwojenia × nabiegunniki. Następnie liczysz: kąt kroku = 360° / (uzwojenia × nabiegunniki). Na końcu, jeśli trzeba, zamieniasz stopnie dziesiętne na minuty kątowe.
Dlaczego w zadaniu trzeba mnożyć 4×8, a nie brać samego 4?
Same uzwojenia nie opisują jeszcze liczby możliwych położeń. Nabiegunniki "rozbijają" pracę uzwojenia na dodatkowe pozycje magnetyczne, więc krok zależy od łącznej liczby położeń w pełnym obrocie, a ta rośnie wraz z liczbą nabiegunników. Pominięcie 8 prowadzi do zbyt dużego kąta kroku.
Jak zamienić 11,25° na 11°15'?
Rozdziel część całkowitą i ułamkową: 11,25° = 11° + 0,25°. Następnie użyj faktu, że 1° = 60'. Liczysz 0,25×60 = 15, więc dostajesz 11°15'. Błąd częsty na egzaminie to potraktowanie stopnia jak "100 minut".
Czy sterowanie dwoma uzwojeniami zmienia kąt kroku?
W wielu podstawowych zadaniach szkolnych przyjmuje się, że tryb pełnego kroku (np. z dwoma aktywnymi uzwojeniami) daje tę samą geometrię kroków, ale inne własności momentu. Jednak szczegóły zależą od konstrukcji i sekwencji sterowania. W tym pytaniu wskazano wprost sterowanie jednym uzwojeniem, więc liczymy dla tego trybu.
Jak sprawdzić, czy wynik kąta kroku ma sens bez liczenia minut?
Użyj szybkiej kontroli: policz liczbę kroków na obrót i sprawdź, czy po przemnożeniu wracasz do 360°. Jeśli masz 32 kroki, to kąt powinien być blisko 360/32 ≈ 11,25°. Gdy wyjdzie ok. 22,5° oznacza to zwykle, że "zgubiłeś" czynnik 2.
Jakie są typowe pułapki w zadaniach o silniku krokowym?
Najczęstsze błędy to: pominięcie mnożenia (uzwojenia × nabiegunniki), pomylenie liczby kroków z liczbą biegunów, oraz zła konwersja stopni dziesiętnych na minuty (1° = 60'). Warto też uważać na to, jaki tryb sterowania jest opisany w treści.
Gdzie w mechatronice wykorzystuje się silniki krokowe?
Silniki krokowe są powszechne tam, gdzie liczy się pozycjonowanie bez sprzężenia zwrotnego lub proste sterowanie położeniem: drukarki 3D, plotery i małe CNC, podajniki, manipulatory, osie liniowe w automatyce. Kąt kroku wpływa na rozdzielczość ruchu i dobór przełożenia.
Jak mikrokrokowanie wpływa na dokładność pozycjonowania?
Mikrokrokowanie dzieli pełny krok na mniejsze części przez odpowiednie sterowanie prądami w uzwojeniach. Zwiększa to płynność ruchu i efektywną rozdzielczość, ale rzeczywista dokładność zależy też od obciążenia, tarcia i charakterystyki silnika. W zadaniach, jeśli nie ma mikrokroku w treści, zwykle liczy się pełny krok.
Jakie obliczenia warto przećwiczyć przed egzaminem ELM.3 z tego tematu?
Przećwicz: wyznaczanie liczby kroków na obrót, obliczanie kąta kroku z 360°/N, oraz zamianę stopni dziesiętnych na zapis stopnie–minuty. Dodatkowo warto umieć przeliczyć, ile impulsów potrzeba do obrotu o zadany kąt i jak zmienia to przełożenie mechaniczne.
info

Statystycznie 47% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że kąt kroku w trybie sterowania jednym uzwojeniem oblicza się ze wzoru 360°/(liczba uzwojeń × liczba nabiegunników).

Źródła:

  • Wikipedia (PL), "Silnik krokowy" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_krokowy (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (EN), "Stepper motor" — https://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Notatki/rozdziały z podstaw maszyn elektrycznych dotyczące silników krokowych
  • Karty katalogowe silników krokowych (sekcja: step angle / steps per revolution)
  • Materiały producentów sterowników krokowych wyjaśniające tryby: wave drive, full-step, microstepping
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego