電力工程 106 年電工機械概要考古題

請說明： ㈠理想變壓器的特性。（10 分） ㈡鐵芯式實際變壓器在特性上，相對於理想變壓器特性的差異及其成因。（10 分） ㈢電流變壓器或稱之為比流器（Current Transformer, CT）的功能與使用上需注意的 事項。（5 分）

某廠牌直流串激式電動機之額定電壓為100 V，電樞繞組與串激場繞組串聯之等效電阻 為Ras。已知某負載情況下，其端電壓、輸入電流及轉速分別為100 V、50 A 及500 rpm； 此外，當負載降低至輸入電流為25 A 時，其端電壓及轉速分別變為95 V 及1000 rpm。 假設電機常數及磁極之磁通量與激磁電流比值均固定，且其乘積為Kmf， ㈠請分別計算出Ras 及Kmf。（10 分） ㈡請計算端電壓為額定且感應扭力為80 牛頓．公尺（N．m）時之輸入電流（A）、 轉速（rpm）及效率（%）。（假設轉子感應扭力等於負載扭力）（15 分）

一同步發電機之規格為12 極、Y 接、60 Hz 及380 V，且電樞繞組的額定電流為100 A； 另已知電樞繞組之等效阻抗（Za）固定，且Za = j0.25（Ω）（等效電阻可忽略）。若於 無載時使發電機轉子轉速為同步轉速（Ns），並調整激磁場電流使輸出端電壓為380 V； 此後轉速及激磁電流均固定不變，且忽略電樞反應， ㈠請計算輸出電流為額定（100 A）且功率因數為0.6 落後時，發電機之輸出端電壓 （V）、效率（%）及電壓調整率（VR） （VR = (額定電壓-實際電壓)/額定電壓） （%）。 （假設轉子磨擦損、風損及鐵芯磁路等效鐵損等之總和固定為3.3 kW，其他包含 雜散損失等均可忽略）（15 分） ㈡若將規格為380 V、40 kVA 及功率因數為0.8 超前的三相平衡負載接到發電機的輸 出端，請計算發電機的電樞繞組電流（A）及端電壓（V）。（10 分）

某工廠內部有一部三相感應電動機，其銘牌上顯示之額定為380 V、60 Hz、4 極、Y 接、10 hp，另已知實際市電電壓下，定子側之單相等效電路電源相電壓為220 V，定 子漏電抗jXs = j1.0（Ω）（繞組銅損可忽略）、激磁電抗jXm = j9.0（Ω）（激磁損可忽 略）；此外，定子側之轉子繞組等效阻抗為(0.2+j1.1)Ω。 ㈠若轉子轉速為1710 rpm，請計算轉差率s（%）、輸入電流（A）及功率因數。 （15 分） ㈡ 請計算電動機啟動之後可以持續運轉之最低轉速（rpm）及最低轉速時之感應扭力 （N．m）。（10 分）