moea_joint_essay
103年
[電機] 電力系統與電機機械、電磁學
第 三 題
📖 題組：
一具額定電壓 210 V 之直流分激電動機，其電樞電阻 0.2 Ω，場電阻 420 Ω，當電動機負載為 2 kW 時其轉速為 1200 rpm，機械損失及摩擦損失視為定值 80 W，忽略碳刷壓降與電樞反應，且電動機操作於磁化曲線線性區，試求： (註：計算至小數點後第 3 位，以下四捨五入。)
一具額定電壓 210 V 之直流分激電動機，其電樞電阻 0.2 Ω，場電阻 420 Ω，當電動機負載為 2 kW 時其轉速為 1200 rpm，機械損失及摩擦損失視為定值 80 W，忽略碳刷壓降與電樞反應，且電動機操作於磁化曲線線性區，試求： (註：計算至小數點後第 3 位，以下四捨五入。)
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
若輸入電壓維持額定電壓 210 V，場電阻應更改為多少才能在同轉速下將負載提升至 5 kW？（5 分）
思路引導 VIP
電壓維持 210V，求新的電樞顯功率 P_dev。由 P_dev = Ea * Ia = (210 - Ia*0.2) * Ia 求得新 Ia 與新 Ea。再利用同轉速下 Ea 正比於場電流的關係(K'=416)求出新場電流 If_new，最後以 R_f_new = Vt / If_new 求得新場電阻。
小題 (一)
此電動機之效率。（5 分）
思路引導 VIP
輸出功率加上機械損失為電樞顯功率(P_dev = P_out + P_rot)。利用 P_dev = Ea * Ia = (Vt - Ia*Ra) * Ia 解出 Ia，再計算場電流 If、總輸入電流 I_in 與總輸入功率 P_in，進而求出效率 (P_out / P_in)。
小題 (二)
在同轉速下欲將負載提升至 2.5 kW，輸入電壓應提高至多少？（5 分）
思路引導 VIP
同轉速下，感應電勢 Ea 正比於磁通(場電流 If)。求出新 Ea' 與新 Vt' 的關係 Ea' = (Ea / If) * If' = k * (Vt'/Rf)。再由 P_dev' = Ea' * Ia' 配合 Ia' = (Vt' - Ea')/Ra 解出新的輸入電壓 Vt'。