電力工程 112 年電工機械概要考古題

有一部六極直流電動機，其額定轉速為1,800 rpm，電樞電流為120 安 培，電樞導體為1,200 根，每極磁通量為 3 6 10  韋伯，電樞的並聯路徑 為6。試求： 電動機轉矩為多少公斤-米？（15 分） 電樞內電勢為多少伏特？（10 分）

以下是以兩部單相變壓器作三相電壓轉換的兩種方法，分別繪出其電路 圖並標示變壓器繞組的極性：（每小題10分，共20分） V—V連接 開Y—開Δ連接

某變電站的降壓變壓器一次側線電壓為22.8kV，二次側線電壓為380V， 二次側總負載量為750kVA，若採用下列6 種單相變壓器接線：⑴Y-Y； ⑵Y-Δ；⑶Δ-Y；⑷Δ-Δ；⑸V-V；⑹開Y-開Δ。請分別計算採用這 6 種接線時，單相變壓器一、二次側相電壓及每相容量之規格為多少？ （30 分）

有三台60 kVA，380 V/220 V 之單相變壓器，將其連接成△-△型三相接 線，供給三相負載150 kVA，試求： 三相接線後，一/二次側線電流為多少安培？（10 分） 若有一台故障，改接成V-V 接線繼續供電，為避免變壓器過載，則三 相負載應降載之百分比為多少%？（15 分）

繪出下列三種直流發電機的等效電路，標示輸出端電壓及電樞電壓的極 性，也標示電樞電流及磁場電流的方向：（每小題10分，共30分） 分激式發電機（shunt generator） 串激式發電機（series generator） 長並聯式複激發電機（long-shunt compound generator）

兩部他激式發電機A 和B 要並聯供應220V，120kW 的負載，假設兩台發 電機額定電壓均為220V，且A 機額定容量為80kW、電壓調整率為2%， B 機額定容量為60kW、電壓調整率為3%。求要滿足負載條件下：各發 電機之輸出電流？（15 分）各發電機之輸出功率為多少？（10 分）

台電發電廠有一部380 V，60 Hz，三相四極，10 馬力之感應電動機，在 滿載下，其轉差率為3%，試求： 定子繞組旋轉磁場轉速為多少？（5 分） 滿載時轉子轉速為多少？（5 分） 滿載時轉子導體上電流頻率為多少？（8 分） 若轉子堵住時，轉子導體上電流頻率為多少？（7 分）

額定208 V、60 Hz、Y接之三相同步電動機，每相同步電抗為0.8 Ω，從 208 V三相電源汲取單位功率因數40 A之電流，此時電動機之磁場電流 If =3.5 A，忽略磁飽和效應及一切損失。（每小題15分，共30分） 求每相內部生成電壓Ea之大小及功率角δ。 若機械負載保持不變，欲使此電動機運轉於功率因數0.5超前，求新的 磁場電流If 之值。

某60Hz 三相同步發電機，若定子之結構為84 槽，4 極，試求最低的 4 個槽諧波（Slot harmonic）頻率為多少Hz？（15 分）請說明改善槽 諧波的方法。（10 分）

某Y 接線三相同步發電機，其規格為150 kVA，1,000 V，60 Hz，同步 電抗 6 Ω s X  ，若供應純電阻負載時，試求： 發電機每相端電壓為多少？（8 分） 滿載電樞電流為多少？（7 分） 其電壓調整率為多少？（10 分）

繪出三相感應電動機典型的轉矩—速度特性曲線，標示出座標軸變數、發電 機區、電動機區、煞車區、啟動轉矩及脫出轉矩（pull-out torque）。（20分）

試比較三相感應電動機和單相感應電動機之優缺點。（20 分）