KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 8.
W czasie pracy silnika indukcyjnego przełączono cewki uzwojeń stojana tak, aby zwiększyć liczbę par biegunów wirującego pola magnetycznego. Przełączenie to spowodowało
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zwiększenie liczby par biegunów p powoduje spadek prędkości synchronicznej pola stojana (ns jest odwrotnie zależna od p). Ponieważ wirnik silnika indukcyjnego w stanie ustalonym obraca się nieco wolniej od pola (poślizg), po przełączeniu na większą liczbę par biegunów spada także prędkość obrotowa wirnika.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym prędkość wirowania pola magnetycznego w stojanie (tzw. prędkość synchroniczna) zależy od częstotliwości zasilania oraz liczby par biegunów uzwojenia stojana. Zależność jest taka, że przy tej samej częstotliwości zasilania zwiększenie liczby par biegunów powoduje zmniejszenie prędkości synchronicznej pola.

Wirnik silnika indukcyjnego nie osiąga prędkości pola stojana, ponieważ do wytworzenia momentu potrzebna jest różnica prędkości między polem a wirnikiem. Ta różnica jest opisywana jako poślizg. W praktyce oznacza to, że prędkość wirnika jest nieco mniejsza od prędkości synchronicznej, ale "podąża" za nią: gdy prędkość synchroniczna spada, prędkość wirnika także spada.

Dlatego odpowiedź "zmniejszenie prędkości obrotowej" jest poprawna: przełączenie cewek uzwojeń stojana na większą liczbę par biegunów zmniejsza prędkość pola, a wraz z nią prędkość ustaloną wirnika.

Pozostałe odpowiedzi nie pasują do opisanego mechanizmu:

  • "zmianę kierunku wirowania" uzyskuje się typowo przez zmianę kolejności faz zasilania (zamianę dwóch faz), a nie przez samo zwiększenie liczby par biegunów.
  • "zwiększenie prędkości obrotowej" byłoby sprzeczne z zależnością prędkości synchronicznej od liczby par biegunów przy stałej częstotliwości.
  • "zatrzymanie się wirnika" nie jest typowym skutkiem przełączenia na inną biegunowość; może wystąpić chwilowa zmiana stanu pracy, ale w normalnych warunkach silnik przechodzi na nową, niższą prędkość ustaloną.

W przygotowaniu do egzaminu warto zapamiętać regułę: więcej par biegunów → niższa prędkość pola → niższa prędkość wirnika (przy tej samej częstotliwości zasilania).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Liczba par biegunów to parametr uzwojenia stojana określający, ile "par" biegunów magnetycznych (N i S) tworzy wirujące pole. Większa liczba par biegunów oznacza więcej biegunów na obwodzie stojana, a przy tej samej częstotliwości zasilania daje niższą prędkość pola magnetycznego.
Przełączanie uzwojeń (przełączanie biegunów) zmienia liczbę par biegunów w stojanie. To bezpośrednio zmienia prędkość synchroniczną pola: więcej par biegunów → mniejsza prędkość pola. Wirnik ma prędkość zbliżoną do prędkości pola (z poślizgiem), więc jego prędkość też spada.
Bo prędkość wirowania pola magnetycznego zależy odwrotnie od liczby par biegunów. Przy stałej częstotliwości zasilania pole "przebiega" mniej obrotów na minutę, gdy ma więcej biegunów. Wirnik nie może obracać się szybciej od pola, więc po przełączeniu prędkość wirnika maleje.
Prędkość synchroniczna to prędkość wirowania pola magnetycznego stojana. Na egzaminie traktuj ją jako "prędkość wzorcową" dla wirnika: wirnik silnika indukcyjnego zawsze ma prędkość nieco mniejszą od synchronicznej (różnica wynika z poślizgu), ale zmienia się w tym samym kierunku.
Zwykle nie. Zmiana kierunku obrotów w silniku trójfazowym najczęściej wynika z zamiany kolejności faz zasilania (zamiana dwóch faz). Przełączanie biegunów jest mechanizmem zmiany liczby par biegunów, czyli głównie zmiany prędkości, a nie kierunku.
Stosuje się je tam, gdzie potrzebne są dwie (lub więcej) stałe prędkości bez falownika, np. w wentylatorach, pompach, napędach o dwóch biegach technologicznych. Technik elektryk spotyka je przy eksploatacji, doborze połączeń i diagnostyce, gdy trzeba przełączyć uzwojenia stojana.
Szukaj w treści, co jest przełączane. Jeśli mowa o zwiększeniu liczby par biegunów lub przełączaniu uzwojeń stojana w celu zmiany biegunowości, chodzi o prędkość. Jeśli mowa o zamianie dwóch faz lub zmianie kolejności faz, chodzi o kierunek obrotów.
W normalnych warunkach przełączenie na inną biegunowość nie oznacza trwałego zatrzymania, tylko przejście na nową prędkość ustaloną. Zatrzymanie mogłoby wystąpić przy błędnym przełączeniu, zbyt dużym obciążeniu lub problemach z zasilaniem, ale nie jest to typowy, "właściwy" skutek zwiększenia liczby par biegunów.
Najczęstszy błąd to myślenie "więcej biegunów = szybciej", bo "więcej" kojarzy się ze wzrostem. Drugi błąd to automatyczne łączenie każdego przełączenia z odwróceniem kierunku (jak przy zamianie faz). Na egzaminie zawsze powiąż: bieguny → prędkość pola → prędkość wirnika.
Opanuj trzy pojęcia: prędkość pola (synchroniczna), prędkość wirnika i poślizg jako różnicę względną. Ćwicz rozumowanie jakościowe: jeśli spada prędkość pola, to przy podobnym obciążeniu spada też prędkość wirnika. W testach zwykle nie trzeba liczyć, tylko wskazać kierunek zmiany.
info

Około 53% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że zwiększenie liczby par biegunów p powoduje spadek prędkości synchronicznej pola stojana (ns jest odwrotnie zależna od p).

Źródła:

  • IEC 60034-1:2022, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance, definicje i zależności dotyczące parametrów maszyn wirujących
  • Stephen J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 5th edition, rozdziały o silnikach indukcyjnych i prędkości synchronicznej
  • A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen D. Umans, Electric Machinery, 7th edition, rozdział: Induction Motors (zależność prędkości od liczby biegunów i poślizgu)

Materiały:

  • Podręczniki z maszyn elektrycznych (rozdziały: silnik indukcyjny, prędkość synchroniczna, poślizg)
  • Instrukcje producentów dotyczące silników wielobiegunowych i dwubiegowych (opisy przełączeń uzwojeń)
  • Materiały dydaktyczne szkół/CKZ: "Maszyny elektryczne prądu przemiennego"

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego