電力工程 95 年電工機械概要考古題

有一部三相四極30-hp，220-V，60-Hz，Y 接感應電動機，當由三相220-V 電源供電 時，輸入電流為80A，0.85 落後功率因數，總損失為3300W，轉差率為3.5％。請計 算輸出機械功率、輸出馬力（hp）、效率、轉速、輸出轉矩。（20 分）

若下圖之變壓器可視為理想，則試求出：由電源VS 所提供的電流IS；  負載 ZL兩端的端電壓VL；以及 負載ZL所消耗的實功PL各為多少（請標示正確之單位）？ （25 分） 20 kVA 100 V : 200V ZS = -j1 ZL = 16 + j4 VL VS = 120 0 o V IS PL

請說明三相感應電動機Y-△啟動方式的目的、接線方式、對電流的影響。（15 分）

若某一台直流並激式電動機的電樞電阻為2 Ω，磁場電路電阻為240 Ω，無載時的 輸入端電壓為120 V，而轉速為1800 rpm。當維持相同的輸入電壓（120 V）並外加 適當之負載時，其輸入端將需提供3A 之總電流，請問此時直流電動機之轉速將變 為多少rpm？（25 分）

請說明比較並激直流電動機、串激直流電動機、複激直流電動機、外激直流電動機 啟動方法與對電源的需求。（15 分）

若將某一台三相六極60 Hz 之感應電機應用在風力發電系統時，必須將其運轉於超 同步工作狀態下，試問：此感應電機轉子的同步速度為多少轉/分（rpm）；以及 在3%的超同步狀態下，此感應發電機的轉子轉動速度為多少徑度/秒（rad/s）？ （25 分）

請列舉兩種單相感應電動機，畫出簡易電路圖與轉矩速度圖，並說明啟動過程與特 性。（15 分）

假設以下磁路中鐵芯的導磁率為無限大，空氣隙的距離及等效面積分別為g 及Ag， 空氣隙的導磁率為 7 10 4 − × π ，試求出流經空氣隙之磁通密度Bg（大小、方向及單位）？ （25 分） N1 = 100 I1 = 10 A I2 = 8 A, N2 = 50 g = 1 mm Ag = 7.95772 10-4 m2 -4

有一部三相變壓器是由三個單相變壓器構成，請畫出與說明可能的接線方式，並解 釋札數比對線電壓比與相角移的影響。（15 分） 六、有一部小型三相，480-V，Y 接二極同步發電機連接至大的電力網，同步電抗為每相 1.26Ω，電樞電阻可忽略，損失可忽略。當輸出112kW 時，端電壓與內電壓的角度 差（功率角）為25 度，請計算內電壓、輸出電流、輸出虛功率。（20 分）