KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 28.
W silniku indukcyjnym pierścieniowym obciążonym stałym momentem mechanicznym zwiększenie rezystancji w obwodzie wirnika spowoduje
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zwiększenie rezystancji w obwodzie wirnika silnika pierścieniowego przesuwa punkt pracy na większy poślizg.
Przy stałym momencie obciążenia oznacza to mniejszą prędkość obrotową (bo prędkość = synchroniczna − poślizg). Maksymalny moment (przeciążalność) w przybliżeniu nie rośnie ani nie maleje, zmienia się głównie poślizg, przy którym występuje.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym pierścieniowym można dołączyć dodatkową rezystancję do obwodu wirnika. Z punktu widzenia charakterystyki moment–poślizg najważniejsze są dwie konsekwencje:

  • zmienia się wartość poślizgu, przy którym dla danego momentu silnik pracuje w stanie ustalonym,
  • zmienia się położenie (w osi poślizgu) punktu osiągania momentu maksymalnego.

Dlaczego prędkość maleje przy stałym momencie obciążenia? Dla danego napięcia i częstotliwości zasilania moment elektromagnetyczny silnika zależy od poślizgu. Gdy zwiększa się rezystancja wirnika, aby wytworzyć ten sam moment obciążenia, silnik musi wejść na większy poślizg (łatwiej "oddaje" moment przy większym poślizgu). Większy poślizg oznacza, że prędkość rzeczywista jest bardziej oddalona od prędkości synchronicznej, czyli prędkość obrotowa spada.

Co z przeciążalnością? Przeciążalność w tym pytaniu należy rozumieć jako zdolność do chwilowego przeniesienia większego momentu, czyli w praktyce jako maksymalny moment osiągalny przez silnik. W klasycznym ujęciu teorii maszyn, zmiana rezystancji wirnika w dużym stopniu przesuwa moment maksymalny na inny poślizg, natomiast sama wartość momentu maksymalnego pozostaje w przybliżeniu na podobnym poziomie (przy niezmienionych warunkach zasilania i parametrach części stojana).

Dlatego odpowiedź 'zmniejszenie prędkości obrotowej bez zmiany przeciążalności silnika.' jest zgodna z interpretacją charakterystyki: rośnie poślizg przy tym samym momencie, więc prędkość maleje, a przeciążalność nie ulega zasadniczej zmianie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 'zmniejszenie przeciążalności silnika bez zmiany prędkości obrotowej.' — prędkość przy stałym momencie zależy od poślizgu, a ten zmienia się przy zmianie rezystancji wirnika; trudno więc utrzymać tę samą prędkość bez innych zmian (np. częstotliwości).
  • 'zwiększenie prędkości obrotowej bez zmiany przeciążalności silnika.' — większa rezystancja nie powoduje "zbliżenia" do prędkości synchronicznej przy stałym momencie; typowo działa odwrotnie (większy poślizg, mniejsza prędkość).
  • 'zwiększenie przeciążalności silnika bez zmiany prędkości obrotowej.' — dołączanie rezystancji wirnika nie jest metodą zwiększania maksymalnego momentu w sensie wartości szczytowej, tylko metodą kształtowania przebiegu rozruchu i zmiany poślizgu punktów pracy.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pada stały moment obciążenia, myśl najpierw o tym, jak zmieni się poślizg, a dopiero potem o prędkości i przeciążalności.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Silnik indukcyjny pierścieniowy (wound-rotor) to silnik asynchroniczny, w którym uzwojenie wirnika jest wyprowadzone na pierścienie ślizgowe. Dzięki temu można dołączać zewnętrzną rezystancję w obwodzie wirnika, np. dla poprawy rozruchu lub zmiany punktu pracy.
Zwiększenie rezystancji wirnika powoduje, że dla uzyskania tego samego momentu elektromagnetycznego silnik pracuje przy większym poślizgu. W praktyce oznacza to większą różnicę między prędkością synchroniczną a rzeczywistą prędkością wału.
Stały moment obciążenia wymaga określonego momentu silnika. Po zwiększeniu rezystancji wirnika charakterystyka moment–poślizg zmienia się tak, że ten sam moment uzyskuje się przy większym poślizgu. Większy poślizg oznacza mniejszą prędkość obrotową.
Przeciążalność to zdolność silnika do przeniesienia chwilowo większego obciążenia niż znamionowe, zwykle kojarzona z maksymalnym momentem (momentem krytycznym). W zadaniach testowych często chodzi o to, czy maksymalny moment zmienia się, czy tylko przesuwa się jego położenie na osi poślizgu.
Typowo dołączenie rezystancji wirnika nie służy do zwiększania wartości maksymalnego momentu, lecz do zmiany warunków rozruchu i przesunięcia poślizgu, przy którym moment maksymalny występuje. Dlatego można uzyskać korzystniejszy rozruch, ale niekoniecznie "silniejszy" szczyt momentu.
Stosuje się je głównie podczas rozruchu silnika pierścieniowego, aby ograniczyć prąd rozruchowy i uzyskać wysoki moment rozruchowy. Może być też używane do pewnej regulacji prędkości pod obciążeniem, kosztem dodatkowych strat mocy na rezystorach.
Podczas rozruchu poślizg jest bliski 1, więc zmiana rezystancji silnie wpływa na prąd i moment rozruchowy. W stanie ustalonym poślizg jest mały i zależy od obciążenia; dołożenie rezystancji zwykle zwiększa poślizg dla tego samego momentu, czyli obniża prędkość.
Najczęściej myli się skutek zwiększenia rezystancji: uczniowie intuicyjnie zakładają, że większa rezystancja zawsze "osłabia" silnik i zmniejsza wszystko naraz. Warto pamiętać: przy stałym momencie kluczowe jest, że rośnie poślizg, a więc prędkość maleje.
Nie jest energooszczędny. Dodatkowa rezystancja w obwodzie wirnika powoduje straty cieplne (moc wydziela się na rezystorach), więc sprawność spada. Z tego powodu w nowoczesnych układach regulację prędkości często realizuje się falownikiem, a nie rezystorami.
Najpierw ustal zależność jakościową: większy poślizg = mniejsza prędkość. Następnie powiąż zmianę parametrów z poślizgiem: zwiększenie rezystancji wirnika zwykle zwiększa poślizg dla tego samego momentu. Dopiero na końcu oceń, czy mowa o momencie maksymalnym czy o punkcie pracy.
info

Statystycznie 63% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Maksymalny moment (przeciążalność) w przybliżeniu nie rośnie ani nie maleje, zmienia się głównie poślizg, przy którym występuje."

Źródła:

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Wound-rotor_motor (dostęp: 2026-03-01)
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor (dostęp: 2026-03-01)
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_asynchroniczny (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z przedmiotu 'Maszyny elektryczne' (rozdziały o silniku indukcyjnym i charakterystyce momentu)
  • Notatki/lekcje o silniku pierścieniowym i rozruchu rezystancyjnym
  • Zadania treningowe z interpretacji charakterystyk moment–poślizg

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego