所屬科目:電機機械
一、某一電氣機械系統如圖一所示,系統中固定部分繞有 N 匝線圈,與可動部分之間存在一氣隙,其長度為 lg,線圈輸入端連接電源電壓 v 產生電流 i, 進而在磁路中產生磁交鏈 λ 控制電樞可動部分。假設系統導磁鐵芯為理想,磁路截面積為 A,且無漏磁,而氣隙之邊緣效應亦可忽略,已知輸入 電流為 I0,請推導此系統可動部分向上吸引力 F 之計算式。(25 分)
二、有一部額定電壓 380 V(線電壓),額定頻率 60 Hz,三相四極 Y 接之 感應電動機,其參考至定子側之單相等效電路參數如下:R1 = 0.35 Ω、 R2 = 0.2 Ω、X1= 0.65 Ω、X2 = 0.5 Ω、XM = 15.5 Ω。若電動機操作於正常狀態下,已知轉差為 0.025,無載旋轉損與雜散損共 750 W,且該電動機 於啟動時施加額定頻率與額定電壓,試計算啟動轉矩、最大轉矩、與軸 端輸出轉矩分別約為多少公斤米(kgm)?(25 分)
三、某製造廠有兩部具備並聯運轉條件之三相交流同步發電機 A 與 B,額定 容量分別為 3 MW 與 4 MW,單機之頻率-負載功率特性曲線(frequency- power curve)如圖二所示。若將此兩部同步發電機進行並聯運轉,供應 5 MW 之負載,則並聯後之系統頻率(Hz)為若干?又每部發電機各分攤 多少負載功率(MW)?(25 分)
四、有一部分激式直流電動機,已知分激場電阻為 500 Ω,電樞電阻為 10 Ω, 額定激磁電流為 0.5 A,額定電樞電流為 3 A。此電動機於外加額定電壓下, 其實驗測試數據如表一所示。若不計電刷壓降、電樞反應、鐵損以及機械損失,根據上述實驗數據,此電動機之額定轉速與額定效率各約為何? (25 分)