KWALIFIKACJA TKO6 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 33.
W obwodzie głównym lokomotywy spalinowej z przekładnią elektryczną zabudowaną zastosowana została prądnica synchroniczna prądu przemiennego. W celu zasilenia silników trakcyjnych prądu stałego, w zespole przetwórczym niezbędny jest
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Silniki trakcyjne prądu stałego wymagają zasilania napięciem/prądem DC, a prądnica synchroniczna wytwarza prąd przemienny (AC).
Aby zasilić odbiorniki DC z źródła AC, w zespole przetwórczym potrzebny jest prostownik realizujący konwersję AC→DC.

Pełne wyjaśnienie:

W treści wskazano, że w obwodzie głównym zastosowano prądnicę synchroniczną prądu przemiennego. Taka prądnica wytwarza napięcie i prąd AC. Jednocześnie podano, że silniki trakcyjne są prądu stałego, a więc do poprawnej pracy wymagają zasilania DC (o odpowiedniej wartości i charakterystyce).

Elementem, który realizuje zmianę rodzaju prądu z AC na DC, jest prostownik. Z tego powodu właśnie prostownik jest niezbędny w zespole przetwórczym, aby energia elektryczna wytworzona przez prądnicę synchroniczną mogła zasilić silniki trakcyjne prądu stałego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • Falownik napięcia służy zasadniczo do konwersji DC→AC (wytworzenia przebiegu przemiennego o zadanej częstotliwości/napięciu), więc ma kierunek działania "odwrotny" do potrzeb opisu.
  • Przetwornica wirowa to rozwiązanie elektromechaniczne (maszynowe) do przetwarzania energii, spotykane historycznie w pewnych zastosowaniach, ale nie jest logicznie "niezbędnym" elementem wynikającym z samego faktu konieczności uzyskania DC z AC w zespole przetwórczym.
  • Regulator odśrodkowy jest układem regulacji prędkości/obiegu mechanicznego (typowo związanym z maszyną napędową), a nie urządzeniem do zmiany rodzaju prądu. Nie rozwiązuje problemu konwersji AC na DC dla silników.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw wypisz rodzaj prądu źródła i rodzaj prądu odbiornika, a następnie dobierz przekształtnik po kierunku konwersji (AC→DC prostownik, DC→AC falownik).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prostownik to układ, który zamienia prąd przemienny (AC) na prąd stały (DC). W napędzie trakcyjnym jest potrzebny wtedy, gdy źródło energii wytwarza AC (np. prądnica), a odbiornikiem są silniki prądu stałego, które wymagają zasilania DC.
Falownik jest kojarzony głównie z wytwarzaniem przebiegu AC z zasilania DC (DC→AC). Silnik prądu stałego powinien otrzymać napięcie/prąd stały, więc sam falownik nie rozwiązuje problemu, gdy trzeba uzyskać DC z prądnicy wytwarzającej AC.
Porównaj rodzaj prądu źródła i odbiornika. Jeśli źródło daje AC, a odbiornik wymaga DC, wybierasz prostownik (AC→DC). Jeśli źródło daje DC, a odbiornik wymaga AC, wybierasz falownik (DC→AC). Kluczowe są słowa: "prądu stałego" i "prądu przemiennego".
Oznacza to, że jest to maszyna elektryczna wytwarzająca napięcie przemienne, a jej prędkość obrotowa jest powiązana z częstotliwością wytwarzanego napięcia (zależność synchroniczna). W kontekście pytania istotne jest to, że na wyjściu otrzymujemy AC, nie DC.
Jeżeli źródłem jest prądnica lub inny generator wytwarzający AC, to do zasilania silników DC potrzebny jest element prostujący. W praktyce rozwiązania mogą się różnić konstrukcyjnie, ale logika funkcjonalna pozostaje: aby zasilić DC z AC, musi wystąpić etap prostowania.
Najczęściej uczniowie odwracają kierunek konwersji (myślą, że falownik robi AC→DC) albo wybierają odpowiedź "z rozpędu", bo falowniki są częste w nowoczesnych napędach. Pomaga metoda: zapisz na kartce "AC" przy źródle i "DC" przy silniku, a potem dobierz urządzenie.
Przetwornica wirowa to urządzenie elektromechaniczne służące do przetwarzania energii elektrycznej (np. zmiany parametrów) z użyciem części wirujących. W tym pytaniu kluczowa jest konieczność konwersji AC→DC; standardowym, jednoznacznym elementem spełniającym tę funkcję jest prostownik.
Regulator odśrodkowy jest mechanizmem regulacji prędkości (wykorzystuje siłę odśrodkową), a nie przekształtnikiem elektrycznym. Może wpływać na pracę maszyny napędowej lub utrzymanie obrotów, ale nie realizuje prostowania ani wytwarzania prądu stałego z przemiennego.
Najważniejsze są dwa fragmenty: "prądnica synchroniczna prądu przemiennego" (czyli źródło AC) oraz "silników trakcyjnych prądu stałego" (czyli odbiornik DC). Te dwa warunki wymuszają dobór urządzenia, które zamienia AC na DC, czyli prostownika.
Opanuj "mapę konwersji": AC→DC (prostownik), DC→AC (falownik), DC→DC (przetwornica DC), AC→AC (przekształtnik AC). Ćwicz na krótkich opisach źródło–odbiornik i zawsze sprawdzaj, jaki rodzaj prądu ma silnik oraz jaki daje generator.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Materiały:

  • Podstawy energoelektroniki: prostowniki, falowniki i ich zastosowania
  • Podstawy maszyn elektrycznych (prądnice synchroniczne, silniki DC)
  • Materiały szkolne z zakresu układów zasilania napędu trakcyjnego (schematy blokowe i funkcje elementów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego