KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2014

PYTANIE NR 5.
Prędkość obrotowa wału silnika asynchronicznego jest równa (f - częstotliwość, p - liczba par biegunów pola magnetycznego, s - poślizg)
Ilustracja przedstawia cztery wzory matematyczne oznaczone literami A, B, C i D, które dotyczą prędkości obrotowej wału
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prędkość wirnika silnika asynchronicznego jest mniejsza od prędkości synchronicznej o poślizg s.
Najpierw wyznacza się prędkość synchroniczną zależną od częstotliwości f i liczby par biegunów p, a następnie mnoży przez (1-s), bo s opisuje względną różnicę prędkości pola i wirnika.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku asynchronicznym (indukcyjnym) wirnik nie osiąga prędkości pola wirującego stojana. Różnica tych prędkości jest opisana przez poślizg s. Z definicji poślizg informuje, o jaką część prędkości synchronicznej "spóźnia się" wirnik względem pola magnetycznego.

Najpierw rozpatruje się prędkość synchroniczną, która zależy od częstotliwości zasilania f oraz liczby par biegunów p. Im większa liczba par biegunów, tym mniejsza prędkość synchroniczna (pole obraca się wolniej). Następnie uwzględnia się poślizg: gdy obciążenie rośnie, poślizg zwykle rośnie, a prędkość wirnika maleje.

Dlatego prędkość obrotowa wału (wirnika) jest wyrażana jako:

n = ns(1 - s)

czyli prędkość wirnika to prędkość synchroniczna pomniejszona o część wynikającą z poślizgu. W ujęciu z oznaczeniami podanymi w treści (f, p, s) prowadzi to do postaci proporcjonalnej do f/p i przemnożonej przez (1-s).

Typowe błędne odpowiedzi (spotykane jako dystraktory) wynikają z następujących pomyłek:

  • użycie samego f/p bez czynnika (1-s) — to ignorowanie poślizgu, czyli założenie pracy "synchronicznej", która dla silnika asynchronicznego nie zachodzi w stanie obciążenia;
  • zastosowanie (1+s) lub samego s — wynika z pomieszania znaczenia poślizgu (to część "braku" do prędkości synchronicznej, a nie dodatek);
  • pojawienie się dodatkowego czynnika przeliczeniowego jednostek — błąd powstaje, gdy raz liczy się w 1/s, a innym razem w obr/min, bez sprawdzenia, w jakiej konwencji zapisano wzór.

W praktyce egzaminacyjnej warto zawsze: (1) zapisać definicję poślizgu, (2) sprawdzić, czy p oznacza pary biegunów, oraz (3) dopasować jednostki prędkości do konwencji zadania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Poślizg s opisuje względną różnicę między prędkością pola wirującego (synchroniczną) a prędkością wirnika. Gdy silnik jest obciążony, wirnik obraca się wolniej niż pole, aby mogła powstać siła elektromotoryczna i moment. Im większe obciążenie, tym zwykle większy poślizg.
Prędkość synchroniczna rośnie wraz z częstotliwością f i maleje wraz ze wzrostem liczby par biegunów p. Intuicyjnie: przy większej liczbie par biegunów pole "przeskakuje" częściej po obwodzie, więc wykonuje mniej obrotów na jednostkę czasu.
Gdyby wirnik obracał się dokładnie synchronicznie z polem, nie byłoby względnego ruchu między polem a przewodnikami wirnika, a więc nie indukowałoby się napięcie i prąd w wirniku. Bez prądu w wirniku nie powstaje moment elektromagnetyczny. Dlatego potrzebny jest poślizg.
Czynnik (1-s) oznacza, że prędkość wirnika to prędkość synchroniczna pomniejszona o część odpowiadającą poślizgowi. Np. jeśli s jest małe, to (1-s) jest bliskie 1 i wirnik kręci się prawie synchronicznie; jeśli s rośnie, prędkość wirnika wyraźnie spada.
Najczęstsze błędy to: pominięcie poślizgu i przyjęcie, że prędkość wirnika równa się synchronicznej; pomylenie (1-s) z (1+s); oraz pomylenie liczby biegunów z liczbą par biegunów. Warto też kontrolować jednostki, aby nie zgubić przeliczeń.
Poślizg s jest wielkością bezwymiarową (to stosunek różnicy prędkości do prędkości synchronicznej). Często podaje się go jako ułamek (np. 0,03) albo w procentach (np. 3%). W obliczeniach trzeba uważać, by procenty zamienić na ułamek.
Największy poślizg występuje przy rozruchu, gdy wirnik jeszcze się nie obraca (wtedy różnica prędkości względem pola jest największa). W miarę rozpędzania silnika poślizg maleje. W normalnej pracy ustalonej poślizg jest zwykle niewielki, ale rośnie wraz ze wzrostem obciążenia.
Falownik zmienia częstotliwość f, a to bezpośrednio zmienia prędkość synchroniczną. Prędkość wirnika w przybliżeniu podąża za częstotliwością, ale zawsze jest nieco mniejsza z powodu poślizgu. Pod obciążeniem poślizg rośnie, więc rzeczywista prędkość może być niższa od zadanej.
W wielu wzorach spotkasz zapis z liczbą biegunów P albo liczbą par biegunów p. Związek jest prosty: liczba biegunów jest zwykle dwukrotnie większa od liczby par. W zadaniu trzeba trzymać się definicji z treści, bo pomyłka daje błąd 2×.
Sprawdź trzy rzeczy: (1) czy rośnie z częstotliwością f; (2) czy maleje, gdy rośnie liczba par biegunów p; (3) czy jest mniejszy od prędkości synchronicznej, bo (1-s) jest mniejsze od 1 dla dodatniego poślizgu. Taka kontrola często wyłapuje błędy rachunkowe.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Silnik indukcyjny" – zależności dotyczące prędkości synchronicznej i poślizgu, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_indukcyjny - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (PL): "Poślizg (elektrotechnika)" – definicja poślizgu i interpretacja, https://pl.wikipedia.org/wiki/Po%C5%9Blizg_(elektrotechnika) - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (EN): "Synchronous speed" – zależność prędkości synchronicznej od częstotliwości i liczby biegunów, https://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_speed - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręcznik do maszyn elektrycznych (dział: silnik indukcyjny/asynchroniczny, poślizg i prędkość synchroniczna)
  • Notatki/arkusze wzorów z elektrotechniki dla kwalifikacji ELE.2 (z oznaczeniami i jednostkami)
  • Materiały producentów falowników: zależność prędkości od częstotliwości i wpływ obciążenia (poślizg)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego