電力工程 114 年電機機械考古題

一個均勻鐵芯磁路如圖一所示，鐵芯磁路Cl 長50cm，氣隙gl 長0.1cm， 磁路截面積

0.01m 。磁路上繞有200 匝繞組，鐵芯的比導磁係數 r ， 氣隙的磁通密度為1.0 T，氣隙的邊緣效應忽略。（註： 7 0 4 10 ） （每小題10 分，共20 分） ㈠計算此磁路的磁阻與繞組所需輸入電流。 ㈡計算此繞組的電感量與儲能。 N=200 I Cl gl 圖一 二、圖二(a)為一個單相變壓器，交付到一次側的等效電路示於圖二(b)，此變 壓器滿載額定容量500 kVA、電壓比為3,300 V/220 V，變壓器設計的等 效電路參數值示於下方。變壓器製造完成後，計劃在此變壓器高壓側分 別進行短、開路實驗。（每小題10 分，共20 分） 0 2 Ω eq R . ， 2 eq X ， 2 2 kΩ M X . ， 10 kΩ C R 。 ㈠使用圖二(a)分別繪出短、開路實驗的接線圖，並說明各實驗的步驟與 所需記錄數據。 ㈡計算與列出短、開路實驗應有的量測結果。 + - + - 1 V 2 V eq jX + - 1 V 3,300V/220V + - C R M jX eq R 2 V (a) (b) 圖二

一部60 Hz、2 極三相感應電動機，額定線電壓220 V、額定線電流54 A、 額定功率因數0.85 落後、額定輸出功率20 匹馬力（hp）、額定轉差率 3%。（每小題10 分，共20 分） ㈠計算額定運轉時輸出轉速（rpm），與輸出轉矩（N-m）。 ㈡計算額定運轉時的轉子感應電壓頻率，與此感應機運轉效率。

一部Y 接線、圓柱式轉子（round rotor）三相同步發電機的額定3.3 kV、 2 MVA、2 極、60 Hz，電樞每相同步電抗1 ，電樞電阻忽略不計。此發 電機以額定電壓、額定容量、功率因數（power factor）為0.95 落後 （lagging）運轉，所有損失均不計。（每小題10 分，共20 分） ㈠計算此同步發電機的電樞感應電壓與功率角。 ㈡計算此同步發電機輸入轉矩多少公斤-米（kg-m）。

一部直流並激電動機額定80 匹馬力（hp）、380 V、1,800 rpm，電樞電阻 0 05 . 。此直流並激電動機目前運轉在輸入電流150 A、轉速1,800 rpm、 電動機端電壓380 V，磁場繞組的總電阻設定在38 、機械損失不計。 （每小題10 分，共20 分） ㈠繪出此直流並激電動機的等效電路。 ㈡計算此電動機目前的輸出轉矩（N-m）與輸出馬力（hp）數。