高考申論題
105年
[電力工程] 電機機械
第 一 題
📖 題組：
二、(一)有一 300 V, 60 A, 1200 rpm 直流串激馬達，如圖二所示，電樞電阻 Ra = 0.2 Ω，串激場繞組電阻 Rsf = 0.2 Ω，忽略電樞反應及馬達之旋轉損失。當分流電阻 Rd = 0.1 Ω 接上後，馬達之產生轉矩變為原有之兩倍，求 Rd = 0.1 Ω 接上後之電樞電流、轉速 n（或 ωr）及轉換效率。（15 分） (二)將直流串激馬達施以交流電，其電磁產生轉矩特性為何？（5 分）
二、(一)有一 300 V, 60 A, 1200 rpm 直流串激馬達，如圖二所示，電樞電阻 Ra = 0.2 Ω，串激場繞組電阻 Rsf = 0.2 Ω，忽略電樞反應及馬達之旋轉損失。當分流電阻 Rd = 0.1 Ω 接上後，馬達之產生轉矩變為原有之兩倍，求 Rd = 0.1 Ω 接上後之電樞電流、轉速 n（或 ωr）及轉換效率。（15 分） (二)將直流串激馬達施以交流電，其電磁產生轉矩特性為何？（5 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
有一 300 V, 60 A, 1200 rpm 直流串激馬達，如圖二所示，電樞電阻 Ra = 0.2 Ω，串激場繞組電阻 Rsf = 0.2 Ω，忽略電樞反應及馬達之旋轉損失。當分流電阻 Rd = 0.1 Ω 接上後，馬達之產生轉矩變為原有之兩倍，求 Rd = 0.1 Ω 接上後之電樞電流、轉速 n（或 ωr）及轉換效率。（15 分）
思路引導 VIP
這是一道典型的直流串激馬達特性分析題。關鍵在於理解串激馬達的轉矩正比於磁通與電樞電流的乘積 (T ∝ Φ * Ia)，且磁通正比於激磁電流 (Φ ∝ If)。原本無分流時 If = Ia；加了分流電阻 Rd 後，If < Ia，兩者關係可透過分流法則計算。解題流程：1. 求原狀態的反電動勢與轉矩比例常數。2. 利用「轉矩變為兩倍」的條件解出新的電樞電流 Ia'。3. 計算新的反電動勢 Ea'，再利用 Ea ∝ Φ * n 關係求出新轉速。4. 效率則為輸出功率除以輸入功率。
小題 (二)
將直流串激馬達施以交流電，其電磁產生轉矩特性為何？（5 分）
思路引導 VIP
此題考查「萬用馬達」（Universal Motor）的基本原理。關鍵思考點是：當電源極性反轉時，電樞電流 Ia 與場電流 If 是否同時反轉？如果是，根據 Te ∝ If * Ia，負負得正，轉矩方向是否會改變？進而推論其在交流電下的表現。