電力工程 105 年電工機械概要考古題

兩部額定250 kVA、230/460 V 的單相變壓器，連接成圖一的電路，一次側接至230 V 的平衡三相電源，二次側供應460 V、功因0.8 落後的平衡三相負載。在變壓器不過 載的條件下，計算變壓器所能供應的最大負載電流，及此時每一變壓器所傳送的有 效功率。（30 分） LI 1T 2T 230 V 三相 460 V 0.8 三相平衡負載 功因 落後 a b c 圖一

圖二為一部三相繞線式12 極的感應電動機，其轉軸直接與一部三相二極的同步電動 機連接，同步電動機以順時針方向旋轉。感應電動機的定子接至60 Hz 電源以產生一 個逆時針方向的旋轉磁場（與同步電動機的旋轉方向相反），轉子繞組則經由滑環連 接至外部。試問轉軸的轉速及轉動方向為何？感應電動機轉子繞組輸出電壓的頻率 為何？（20 分） 滑環 轉軸 同步 電動機 感應 電動機 轉子輸出端 60 Hz 三相 電源 圖二

一部額定7.5 kW、230 V、60 Hz 的三相同步電動機，在額定電壓及滿載輸出時，功 因為0.707 超前，若此同步電動機每相同步電抗為5 Ω，一切損失均可忽略，試求滿 載輸出時每相之激勵電壓Eaf 及功率角δ。（30 分）

一部永磁式直流發電機在1800 rpm 無載時的輸出電壓為120 V，電樞電阻為0.02 Ω， 若此電機由一部三相四極60 Hz 之同步電動機帶動，直流發電機之額定電流為200 A 且操作於線性區，轉動損失可忽略不計，計算滿載時發電機之端電壓及輸入轉矩。（20 分）

有一部三相Y-接隱極式（Non-salient pole）同步馬達，1 MVA, 2300 V, 4-pole, 60 Hz, 其 phase / 25 .1 ,0 Ω = = s a X R 。將其接至無窮匯流排： ㈠求 s X 之標么值。（3 分） ㈡由系統吸收功率因數為0.85 落後之功率0.393 MW，求此時之激磁電壓 f f f E E δ ∠ = 。（6 分） ㈢若實功率不變，將激磁電流降低40%，求新的磁化電壓及功率角（ δ ∠ f E ）、電樞 電流、功率因數。（11 分） Ω) 2.0 ( a R a I T m ω a E t V tI f I f R iP a P rot P ) V 220 ( out P Ω) 110 ( ) (n

試說明三相同步電動機定子與轉子線圈組成、繞線方式、電流種類、旋轉原理。（15 分）