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110年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
電力工程
科 目
：
電機機械
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號：
37670
頁次：
2
－
1
一、一個方型鐵芯磁路平均長度 60 cm，截面積 150 cm2，鐵芯上繞有一組
200 匝線圈，鐵芯激磁特性區線如圖一所示。（每小題 5分，共 20 分）
計算線圈需多少安培電流才能在磁路產生 0.015 韋伯（Wb）磁通。
計算此時鐵芯的相對導磁係數（relative permeability）
r
。
計算此時線圈電感量 L。
計算此時線圈儲能多少焦耳。
Magnetizing intensity H( A T / m)
1.0
0.5
0.75
0.25 100 1000
1.25
2000
200 50030050
圖一、鐵芯激磁特性區線
二、對於直流串激電動機：（每小題 5分，共 10 分）
試繪出直流串激電動機的等效電路。
試以公式說明此電動機為何具有高啟動轉矩特性。
三、下表為一個單相、50 kVA、60 Hz、2,400/240 V 配電變壓器的短路（SC）
與開路（OC）實驗測試結果。
電壓（V） 電流（A） 功率（Watt）
開路實驗，在一次側進行
OC
V
=2,400
OC
I
=0.541
OC
P
=186
短路實驗，在一次側進行
SC
V
=168
SC
I
=20.8
SC
P
=650
繪出轉換到一次側的等效電路，計算其中各電路元件參數，並標示於
等效電路上。（10 分）
若此變壓器二次側操作在全載、功率因數 0.8 落後、端電壓 240 V，試
計算此變壓器的效率與電壓調整率（V.R.%）。（15 分）
Magnetizing intensity H
(
A
∙
T
/
m
)
F
lux dens
ity B
(
T
)
代號：
37670
頁次：
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2
四、一部三相、460 V、60 Hz、4極、Y接線感應電動機有以下等效到定子側
的單相等效電路參數，包含鐵芯損失的總旋轉損失為 1 kW。
R1=0.3
，R2=0.3
，X1=1.0
，X2=1.0
，XM=25
若此感應電動機操作轉差率為 3%，試計算：（每小題 5分，共 25 分）
轉子轉速多少 rpm？
轉子感應電流頻率多少 Hz？
定子電流與功率因數（power factor）。
轉子輸出轉矩多少 kg-m？
感應電動機效率。
五、一部三相、1.5 MVA、2.3 kV、60 Hz、30 極、Y接線凸極式轉子（salient
pole rotor）同步電動機，直軸電抗為Xd=1.95
/每相、交軸電抗為Xq=1.4
/每相，電樞電阻忽略不計。此電動機以額定電壓、額定容量、功率因
數（power factor）1.0 運轉，所有損失均不計。
說明直軸電抗 Xd 為何大於交軸電抗 Xq。（5分）
計算電樞感應電壓（induced armature voltage,
A
E
）與功率角（power
angle,
）。（10 分）
計算運轉輸出轉矩多少 N-m。（5分）