Kwalifikacja: ELM.06 - Eksploatacja i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych
Zawód: Technik mechatronik
Ile par biegunów powinno mieć uzwojenie stojana silnika wielobiegowego, aby po podłączeniu do sieci 230/240 V, 50 Hz jego wał obracał się z prędkością bliską 1500 obr/min?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby silnik wielobiegowy mógł działać z prędkością bliską 1500 obr/min przy zasilaniu 230/240 V i częstotliwości 50 Hz, uzwojenie stojana powinno mieć dwie pary biegunów. Prędkość obrotowa silnika synchronicznego jest określona równaniem: n = (120 * f) / P, gdzie n to prędkość obrotowa w obr/min, f to częstotliwość zasilania w Hz, a P to liczba par biegunów. Podstawiając wartości: n = 1500, f = 50, otrzymujemy P = (120 * 50) / 1500, co daje 4. Ponieważ liczba biegunów to P, mamy 2 pary biegunów (2P = 4). Taka konfiguracja silnika jest standardowa w zastosowaniach, które wymagają stabilnej prędkości obrotowej, jak w napędach elektrycznych w przemyśle. Zrozumienie wpływu liczby biegunów na prędkość obrotową jest kluczowe dla inżynierów zajmujących się projektowaniem systemów elektroenergetycznych oraz automatyki, gdzie precyzyjne kontrolowanie prędkości jest niezbędne dla wydajności procesu.
Wybór innej liczby par biegunów prowadzi do błędnych wniosków dotyczących prędkości obrotowej silnika. Na przykład, wskazanie jednej pary biegunów skutkuje prędkością obrotową równą 3600 obr/min, co znacznie przekracza wymaganą wartość 1500 obr/min. W przypadku trzech par biegunów prędkość wynosiłaby 1200 obr/min, co również nie spełnia wymogu. Te nieprawidłowe odpowiedzi wynikają z błędnego zrozumienia zależności między liczbą biegunów a prędkością obrotową w silnikach synchronicznych. W praktyce, zbyt niska liczba par biegunów może prowadzić do problemów z kontrolą prędkości oraz do nieefektywności energetycznej. W przypadku silników o większej liczbie par biegunów, takich jak cztery, mogą wystąpić problemy z osiągnięciem wymaganej prędkości obrotowej. Kluczowe jest, aby inżynierowie projektujący systemy napędowe rozumieli te zależności, aby unikać nieefektywnych rozwiązań. Podstawową zasadą w inżynierii elektrycznej jest optymalne dopasowanie liczby biegunów do wymagań aplikacji, co pozwala na uzyskanie odpowiedniej efektywności oraz stabilności pracy urządzenia.