KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 10.
Wirnik przedstawiony na rysunku jest elementem składowym silnika
Ilustracja przedstawia wirnik, który jest elementem składowym silnika uniwersalnego, co jest związane z kwalifikacją
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wirnik z widocznym komutatorem segmentowym (lamelowym) jest charakterystyczny dla silników komutatorowych.
Silnik uniwersalny ma uzwojony wirnik połączony z komutatorem, co umożliwia komutację prądu. Silniki indukcyjne (klatkowe i pierścieniowe) oraz synchroniczne nie mają komutatora segmentowego.

Pełne wyjaśnienie:

O poprawności decyduje cecha konstrukcyjna wirnika: obecność komutatora segmentowego (lamelowego). Komutator to walcowy zespół z wielu miedzianych, odizolowanych od siebie segmentów, współpracujący ze szczotkami. Taka budowa oznacza, że prąd jest doprowadzany do uzwojeń wirnika przez komutator, a to jest typowe dla silników komutatorowych, w tym dla silnika uniwersalnego (szeregowego), który może pracować zarówno przy zasilaniu prądem stałym, jak i przemiennym.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • "synchronicznego" – silniki synchroniczne nie wykorzystują komutatora segmentowego. W praktyce spotyka się wirniki z magnesami trwałymi lub uzwojeniem wzbudzenia; zasilanie uzwojenia (jeśli występuje) realizuje się inaczej (np. przez elementy ślizgowe), ale nie przez komutator lamelowy.
  • "indukcyjnego klatkowego" – wirnik klatkowy ma zwarte pręty (tzw. klatkę) i nie posiada komutatora ani wyprowadzeń uzwojenia. Zasada działania opiera się na indukcji prądów w klatce, więc komutator nie jest potrzebny i nie występuje.
  • "asynchronicznego pierścieniowego" – w wirniku pierścieniowym występują pierścienie ślizgowe, czyli gładkie, ciągłe pierścienie do podłączenia rezystancji rozruchowej lub układu regulacji. To inny element niż komutator: pierścienie nie są podzielone na izolowane segmenty (lamele).

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na wirniku widzisz wyraźny, "pocięty" na wiele odcinków miedziany cylinder (lamelki) – myśl "komutator", a więc silnik komutatorowy, typowo uniwersalny w elektronarzędziach i części AGD. Jeśli widzisz 2–3 gładkie pierścienie – to raczej wirnik pierścieniowy (asynchroniczny) lub elementy ślizgowe wzbudzenia, ale nie komutator.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Komutator to element na wirniku złożony z wielu odizolowanych miedzianych segmentów (lamel). Współpracuje ze szczotkami i przełącza kierunek prądu w uzwojeniach wirnika, dzięki czemu silnik komutatorowy wytwarza moment o stałym zwrocie.
Najpewniejszą cechą jest obecność komutatora segmentowego na wale wirnika oraz uzwojenia wirnika doprowadzonego do lamel. Taki wirnik występuje w silnikach komutatorowych, typowo uniwersalnych stosowanych w elektronarzędziach i niektórych urządzeniach AGD.
Silnik klatkowy działa na zasadzie indukcji prądów w zwartej klatce (prętach i pierścieniach zwierających), więc nie potrzebuje doprowadzania prądu do uzwojeń wirnika. Z tego powodu nie ma komutatora ani szczotek, a wirnik ma inną konstrukcję niż uzwojony wirnik komutatorowy.
Komutator jest segmentowy (wiele lamel odizolowanych) i realizuje komutację prądu w uzwojeniach wirnika. Pierścienie ślizgowe są zwykle ciągłe i gładkie (kilka pierścieni) i służą do doprowadzenia prądu lub podłączenia obwodów zewnętrznych bez przełączania (komutacji).
W typowych konstrukcjach silników synchronicznych nie stosuje się komutatora segmentowego. Wirnik jest wzbudzany magnesami trwałymi lub uzwojeniem elektromagnesu, a rozwiązania ślizgowe (jeśli występują) nie mają postaci lamelowego komutatora charakterystycznego dla silników komutatorowych.
Najczęściej w urządzeniach wymagających dużej prędkości obrotowej i łatwej regulacji: wiertarki, szlifierki, odkurzacze, miksery. W serwisie rozpoznasz je po komutatorze i szczotkach oraz typowych objawach zużycia tych elementów (iskrzenie, spadek mocy).
Typowe problemy to zużycie lamel, zabrudzenie i podpalanie komutatora oraz niewłaściwy docisk szczotek. Objawami bywają nadmierne iskrzenie, nierówna praca i przegrzewanie. W oględzinach widać rowki, przebarwienia, nierówności lub zanieczyszczenia między lamelami.
Pierścienie ślizgowe spotyka się m.in. w silnikach asynchronicznych pierścieniowych, gdzie umożliwiają dołączenie rezystancji w obwodzie wirnika (np. dla poprawy rozruchu lub regulacji). Pierścienie są gładkie i ciągłe, w przeciwieństwie do segmentowego komutatora.
Najczęściej mylą się: komutator vs pierścienie ślizgowe oraz uzwojenie wirnika vs pręty klatki. Mechanicznie podobne mogą być też wentylator i łożyska, które występują w wielu typach silników i nie przesądzają o klasyfikacji. Najpierw szukaj elementu doprowadzenia prądu do wirnika.
Stosuj prostą procedurę: 1) sprawdź, czy jest komutator (lamele) → silnik komutatorowy/uniwersalny; 2) jeśli są 2–3 gładkie pierścienie → wirnik pierścieniowy; 3) jeśli brak obu, a widać zwartą "klatkę" → silnik klatkowy. Dopiero potem analizuj szczegóły.
info

Statystycznie 55% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Wirnik z widocznym komutatorem segmentowym (lamelowym) jest charakterystyczny dla silników komutatorowych.Silnik uniwersalny ma uzwojony wirnik połączony z komutatorem, co umożliwia komutację prądu."

Źródła:

  • Stephen J. Chapman, "Electric Machinery Fundamentals", rozdziały o maszynach prądu stałego i silnikach jednofazowych komutatorowych (uniwersalnych), wydania nowsze niż 2000.
  • Theodore Wildi, "Electrical Machines, Drives, and Power Systems", rozdziały o silnikach komutatorowych, komutatorze i różnicach względem maszyn indukcyjnych, wydania nowsze niż 2000.
  • P. C. Sen, "Principles of Electric Machines and Power Electronics", sekcje o komutatorze oraz o wirniku klatkowym i pierścieniowym w maszynach indukcyjnych, wydania nowsze niż 1990.

Materiały:

  • Podręczniki do maszyn elektrycznych (budowa i zasada działania silników)
  • Instrukcje serwisowe elektronarzędzi/AGD z rysunkami zespołów wirnika
  • Katalogi części: komutatory, szczotki, wirniki do silników komutatorowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego