電力工程 104 年電工機械概要考古題

一台100 仟伏安變壓器，在額定電壓下，鐵損為1000 瓦，滿載銅損為1384 瓦。 若此變壓器在額定電壓下供應一功因為0.8 落後之負載，試求滿載之效率為若干？ （10 分） 若此變壓器在額定電壓下供應一功因為1 之負載，試求最大效率為若干？（15 分）

一部240/120 V 的雙繞組變壓器，其鐵心磁通密度的有效值（RMS value）為1.2 T， 鐵心的截面積為80 cm2，如果電源頻率為60 Hz，求高壓側及低壓側的匝數。 （10 分）

有一電磁起重系統如下左圖所示，線圈匝數N= 300，線圈電阻R = 6 歐姆，鐵芯截 面積為6cm×6cm，鐵芯之邊緣效應及磁阻忽略，吸住鋼板時之氣隙長度為g = 5mm： 外加DC 電壓為 V = 120V ，求起重吸力 m f 。（7 分） 求此線圈之電感值L。（5 分） 改採 AC 電壓激勵時，所需之電壓有效值大於或小於 120V？何故？（3 分） 有一電磁裝置之 i − λ 關係如下右圖所示，如其工作點由 a 點沿圖示路徑移至b 點， 求此裝置之儲能變化量 f W Δ 。（5 分） ) ( 1x x = i − λ ) (

一台直流電動機，當轉速為1200 轉/分，及電樞電流為50 安時，產生200 牛頓．公尺 之轉矩。 試求所產生的功率為若干馬力（hp）？（10 分） 若負載增加，使轉速降為1120 轉/分，電樞電流增加為70 安，總磁通增加8%， 試求電動機的轉矩為若干牛頓．公尺？（15 分）

額定10 kVA，2200/1100 V 之單相變壓器三部， 連接成Δ −Δ 接線供應一平衡三相負載，求此變壓器組的額定容量及二次側線電流 額定值。（10 分） 若因其中一部變壓器故障而暫時拆除，改以V-V 連接供電，求此變壓器組的額定 容量及二次側線電流額定值。（10 分）

x x = i − λ 二、有一單相變壓器25 kVA，220/440 V，60 Hz，其開路測試（OCT）及短路測試（SCT）資 料為： OCT：（220V，9.5A，650W） SCT：（37.5V，56.82A，950W），試求： 於滿載及功因 8.0 cos = θ 下之效率。（6 分） 將此傳統變壓器接成220V/660V 之自耦變壓器，求其額定，以及於滿載與功因 8.0 cos = θ 下之效率。（6 分） 下之效率。（6 分） 將兩個此單相變壓器接成V-V 接之三相變壓器，求其額定。（3 分） 將兩個此單相變壓器接成V-V 接之三相變壓器，求其額定。（3 分） 史考特-T（Scott-T）變壓器及T-T 接變壓器有何不同。（5 分） 史考特-T（Scott-T）變壓器及T-T 接變壓器有何不同。（5 分） 104年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及104年 特種考試交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號：80730 全一張 （背面） 類 科 別： 電力工程 10 =

一台四極220 伏、60 週、5 馬力之感應電動機，其滿載轉速為1728 轉/分。試求： 同步轉速為若干轉/分？（5 分） 轉差率為若干？（5 分） 轉子頻率為若干赫茲？（5 分） 在半載時之轉速為若干轉/分？（10 分）

某10 馬力，230 V 之並激電動機，電樞電阻為0.2 Ω。在額定電壓下及某一激磁情 況下工作，電樞電流Ia 為20 A，轉速為1200 rpm。今若增加磁場變阻器之電阻，使 磁通較原來減少20%，假設負載轉矩維持不變，求： 磁場電阻變更前之反電勢Ea。（5 分） 磁場電阻變更後之電樞電流Ia 與反電勢Ea。（10 分） 磁場電阻變更後之轉速。（10 分）

如下圖所示，有一分激直流馬達，其 Ω，激磁調整使得於電磁產生轉矩為 m N − = 2.0 a R T 時，需 A 10 = ，忽略電樞反應效應及旋轉損失： aI 求 φ a K 之值。（3 分） 此馬達用以驅動一定轉矩負載 m N 25 − = T ，馬達外加端電壓為 200V，求此馬達 之轉速（rpm）。（7 分） 求此馬達之效率 i out P P / ≡ η 。（5 分） 啟動時，欲將電樞電流限制在50A，應串接多少電阻 ext R 於電樞電路。（5 分） Ω) 2.0 ( a R a I T m ω a E t V tI ) 1( A I f f R f N iP a P 0 = rot P ) V 200 ( out P

二台Y 接之三相同步發電機，在無載下每相產生的應電勢分別為 ° ∠10 120 伏及 ° ∠20 120 伏，每相之同步阻抗分別為j5 歐姆及j8 歐姆。今將此二台同步發電機並聯 供應一每相為4+j3 歐姆之阻抗負載。試求： 發電機之電樞電流各為若干安？（10 分） 負載電流為若干安？（5 分） 發電機之輸出功率各為若干瓦？（10 分）

一部額定480 V、60 Hz、1740 rpm、功因0.9 落後、7.5 kW 之三相感應電動機，滿 載效率為85%，求：（每小題5 分，共25 分） 該電動機之極數。 滿載時的轉差率。 滿載時轉子感應電壓之頻率。 該電機滿載時的電流。 該電機滿載時的轉矩。

一部三相線繞式感應馬達（460V，4-pole，60Hz，1740rpm），其單相等效電路參數 為： Ω 25 .0 ， Ω 2.0 R ， Ω 5.0 ， Ω 30 = ，旋轉損失 rot P =1700W。求： 1 = R 2 = ′ ' 2 1 = = X X m X / 6Ω = X 滿載轉差率s。（2 分） 滿載產生轉矩T、氣隙功率 ag P 、機械產生功率 mech P 、輸出功率。（13 分） 求發生最大轉矩之轉差率 max Ts 。（5 分）

一部三相9 kVA、208 V（線電壓）、Y 接之同步發電機，其電樞電阻可忽略，每相 同步電抗為4.8 Ω，當此發電機供應單位功因之額定負載時，求： 每相電樞電壓之大小。（10 分） 功率角δ 。（10 分）

有一部三相Y-接隱極式（Non-salient pole）同步馬達，5kVA，220V，4-pole， 60Hz，其 0 = a R ， phase 。將其接至無窮匯流排，由系統吸收功率因數為 0.6 落後之額定功率，求此時之激磁電壓 s f f f E E = δ ∠ 。（8 分） 如何使此馬達之功率因數成為超前（Leading）。（3 分） 說明估測隱極式同步電機飽和同步電抗之步驟。（5 分） 凸極式同步電機與隱極式同步電機之電磁產生功率特性主要差異為何？（4 分）