Kwalifikacja: ELE.01 - Montaż i obsługa maszyn i urządzeń elektrycznych
Zawód: Elektromechanik
Kategorie: Obwody elektryczne Maszyny i urządzenia elektryczne
Wirnik jakiego silnika przedstawiono na rysunku?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
To jest klasyczny wirnik silnika prądu stałego, czyli tzw. twornik z komutatorem. Najłatwiej poznać go po obecności komutatora, czyli tego walcowatego fragmentu z miedzianymi lamelkami po lewej stronie zdjęcia. Komutator umożliwia zmianę kierunku prądu w uzwojeniach wirnika, co jest niezbędne do utrzymania momentu obrotowego w silnikach DC. Co ciekawe, takie rozwiązanie spotyka się m.in. w silnikach używanych w narzędziach ręcznych, niektórych zabawkach, a także dawniej w trakcji kolejowej. Moim zdaniem, rozpoznawanie tego typu wirnika jest kluczowe, bo od razu wiemy, z jakim układem zasilania mamy do czynienia i jakie są jego typowe wady i zalety – np. iskrzenie na szczotkach, prosta regulacja obrotów metodą napięciową czy wysokie momenty rozruchowe. Do dziś w wielu małych pojazdach i precyzyjnych urządzeniach stosuje się właśnie silniki DC, bo łatwo się je kontroluje. Warto pamiętać, że komutator i uzwojony wirnik to praktycznie nieodłączne cechy silników prądu stałego według klasycznych podręczników (np. Podstawy Elektrotechniki, Wiśniewski). Taki silnik wymaga regularnej konserwacji szczotek i komutatora, lecz za to daje bardzo szerokie możliwości sterowania.
Wirniki silników synchronicznych, indukcyjnych klatkowych czy pierścieniowych wyglądają zupełnie inaczej niż prezentowany na ilustracji element. W przypadku silnika synchronicznego wirnik najczęściej posiada uzwojenia wzbudzenia zasilane prądem stałym przez pierścienie ślizgowe lub też magnesy trwałe. Brak komutatora jest tu bardzo charakterystyczny – wirniki synchroniczne są zbudowane z myślą o pracy przy stałej prędkości obrotowej równej prędkości pola wirującego, a prąd do wzbudzenia dostarczany jest w stały, niezmienny sposób. Natomiast wirnik silnika indukcyjnego klatkowego (tzw. klatka) to prosta konstrukcja: walcowy pakiet blach z zatopionymi w nim prętami aluminiowymi lub miedzianymi, zwartych na końcach pierścieniami, bez żadnych komutatorów czy szczotek. Działa on przez indukowanie prądów wirowych, stąd nazwa. Z kolei silnik indukcyjny pierścieniowy ma wprawdzie pierścienie ślizgowe, ale nie komutator – i budowa jego wirnika również jest całkowicie inna: uzwojenia są połączone z pierścieniami, co pozwala na regulację parametrów rozruchu, lecz nie występuje tutaj zmiana kierunku prądu tak jak przy komutatorze. Z mojego doświadczenia sporo osób myli obecność komutatora z pierścieniami ślizgowymi lub zupełnie ignoruje znaczenie uzwojeń wirnika. Komutator – jak na ilustracji – jest nieodłącznym wyróżnikiem wirników silników prądu stałego, bo tylko tam zachodzi potrzeba cyklicznej zmiany kierunku prądu w tworniku. Jeśli pojawia się uzwojony wirnik i wyraźny komutator, można praktycznie wykluczyć silniki asynchroniczne czy synchroniczne, które korzystają z innych rozwiązań konstrukcyjnych zgodnych z branżowymi normami i praktyką eksploatacyjną.