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海巡三等申論題 107年 [海洋巡護科輪機組] 船用電機與自動控制

第 一 題

📖 題組:
一、
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

請試述船用電機有什麼特殊的要求?(10 分)

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看到此題,應立即聯想船舶運行的「海洋環境嚴苛性」與「航行安全絕對性」。可從環境耐受性(防潮、防鹽霧、抗震搖、耐高溫)、電氣性能(絕緣等級、電壓頻率波動容忍)、以及結構防護(防爆、IP防護等級、維修便利性)三大構面進行階層化條列論述。

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【破題】 船用電機因安裝於嚴苛的海洋環境,且其運行狀態直接攸關船舶航行安全與人命財產,故必須符合國際海事組織(IMO/SOLAS)及各國船級社(如 ABS、DNV、CR)的嚴格規範,其設計標準遠高於一般陸用電機。 【論述】

小題 (二)

請試述變頻電機與一般電機在結構上的區別?(15 分)

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看到這題,首先要聯想到變頻器(VFD)輸出的是非完美正弦波(PWM波形),這會帶來高頻電壓脈衝(dv/dt)、諧波發熱及共模電壓問題。解題時請採用『比較法』,從『絕緣系統、散熱冷卻、機械軸承、電磁設計』四大結構面向,逐一對比變頻電機與一般電機的差異,並可適度融入船舶應用環境(如防護與散熱需求)以提升專業度。

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【破題】 變頻電機(Inverter Duty Motor)因由變頻器(VFD)供電,需承受高頻脈衝電壓(dv/dt)、諧波干擾及低速運轉時的熱積聚,故在絕緣、散熱、軸承及電磁結構上,均較一般標準電機(Standard Motor)有顯著的強化與區別。 【論述】

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