113年 - 113 高等考試_二級_電力工程：電機機械#123079

科目：電機機械 | 年份：113年 | 選擇題數：0 | 申論題數：10

試卷資訊

所屬科目：電機機械

選擇題 (0)

申論題 (10)

一、下圖為二極同步機之橫截面，其中定子（stator）之軸向長度（axial length） 為 L = 2.8 m ，共安排了三相線圈，每相定子繞組匝數為= 33 ，繞組係數（winding factor）為 = 0.933 ；又該二極轉子（rotor）半徑為 r = 24 cm，其上纏繞 N = 20 匝線圈，並通入直流 I = 45 A；轉子兩邊凸極之極面（pole-face）與定子鐵心之間的氣隙（air gap）寬度為：l g = 2 cm 。

 (一)已知自由空間（free space）之導磁係數（permeability）μ0 = H/m， 假設此同步機之鐵心（定子、轉子）均為理想導磁性材料，試計算： 氣隙於圖中轉子中軸處 (θ = 0) 之磁通密度為若干特斯拉(T)。
(二)承上，令該轉子繞組於機體氣隙中產生了分布磁場 cosθ (T)，試就每個磁極範圍()計算其總磁通（flux per pole, ）為若干韋伯(Wb)。（8 分）
(三)今以3600 rpm帶動轉子旋轉，且該同步機定子繞組為 Y 接，試求其線電壓（line-to-line voltage）之有效值（root-mean-square, V）。（10 分）
(一)試計算狀況＜i＞之馬達轉速 (n1) 。（8 分）
(二)試計算狀況＜ii＞之電樞電流值。 （5 分）
(三)試計算 n1 與 n2 之關係。 （6 分）
(四)分別計算這兩種操作狀況＜i＞與＜ii＞之馬達效率。（6 分）
(一)此發電機之功率因數（power factor）為何？（10 分）
(二)若發電機之旋轉耗損（rotational loss）為 200 kW ，則該蒸氣渦輪機帶動此同步發電機運轉之轉矩為若干？（15 分）
四、某三相，線電壓 460 V，60 Hz ，六極，繞線式轉子之感應電動機，定子與轉子的匝數比為 1：1，等效電路參數為：
R1 = 0.25 Ω, R2 = 0.2Ω, X1=X2 =0.5Ω, Xm = 30Ω
當無外加轉子電阻時，該電動機帶動一個100 N • m 固定負載，且以 1140 rpm 之轉速運轉。在固定負載的前提下，欲利用外加轉子電阻的方式，來將轉速降為1000 rpm。不計感應機之機械損失，試問，外加之轉子電阻值應為若干？