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112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。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
37370
頁次：
2
－
1
一、一磁路如圖一所示，繞組匝數N= 600匝，通以直流電流i，氣隙長度
g= 0.55 cm，氣隙截面積Ag= 81 cm2，鐵心使用理想導磁材料
（c
），忽略磁飽和與邊緣效應，欲使氣隙中產生0.85 T之磁通密
度，計算：（每小題5分，共15分）
直流電流i之值。
繞組的電感值。
氣隙中所儲存的磁能。
c
0
N
匝
繞
組
g
氣隙
磁
力線
圖一
二、額定230 V、12 HP的直流串激電動機，以Vs=230 V直流電源供電時，汲取
40A的電流，轉速為1200rpm。此直流機的電樞電阻Ra=0.25 Ω，串激磁場
繞組電阻Rs=0.1 Ω，磁飽和、電刷壓降及機械損失皆可忽略。
（每小題10分，共20分）
繪出此電動機之等效電路圖，標示電樞電壓之極性、電樞電流方向及電
源電壓極性。
計算此電動機輸出之機械功率及轉矩。
代號：
37370
頁次：
2
－
2
三、額定60 Hz、460 V、Y接、300馬力之三相六極鼠籠式感應電動機，每相等
效電路如圖二中虛線所圍繞的部分，s為轉差率，參照至定子側的等效電
路每相歐姆值為 1
0.007
R
，2
0.011
R
，1 2
0.05
X X
，
2.4
m
X
，此電
動機在額定電壓下啟動。鐵心損失、風阻及摩擦損失均可忽略。
（每小題10分，共20分）
計算此電動機之啟動電流
st
I
及啟動時之功率因數。
若欲使啟動時之功率因數提升至0.95落後，計算必須在A-B節點間並聯
的每相電容值，及並聯此電容器之後，新的啟動電流。
460
V
3
2
jX
2
R
s
st
I
1
jX
m
jX
1
R
A
B
圖二
四、三部15 kVA、460/120 V、60 Hz之單相雙繞組變壓器，每一部單相變壓器
參照至高壓側的等效阻抗為0.5+j1.5 Ω，鐵心損失與磁化電流可忽略。將
此三部單相變壓器連接成一部460/208 V之三相變壓器組，供應三相208 V
功率因數0.8落後之額定負載。
繪出變壓器之接線圖。（10分）
計算變壓器高、低壓側之繞組電流。（10分）
計算此變壓器組之效率。（5分）
五、兩部三相同步發電機G1與G2並聯運轉，共同供應實功率300 kW、功率因
數0.8落後之負載。G1與G2之電機規格及原動機的轉速降（speed droop）
特性如下表所示：（每小題10分，共20分）
發電機 電機規格 原動機轉速(rpm)
無載 滿載
G12極、60 Hz、250 kVA、480 V、
功率因數0.8落後 3650 3570
G24極、60 Hz、250 kVA、480 V、
功率因數0.85落後 1800 1780
求此電力系統之運轉頻率fs。
計算G1與G2分別供應之實功率。