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：
二、某三相感應電機，由 60 Hz 電源供電並運轉於轉差率 s = 0.05。定子側所參考之轉子電流 Ir = 12 A，而轉子電阻為 2 Ω。
二、某三相感應電機，由 60 Hz 電源供電並運轉於轉差率 s = 0.05。定子側所參考之轉子電流 Ir = 12 A，而轉子電阻為 2 Ω。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
若其為兩極式電機，請計算機械輸出功率（Mechanical output power）、轉子轉速（單位以 Hz 作答）以及轉矩（Shaft torque）。（9 分）
思路引導 VIP
本題測試三相感應電機之基本功率、轉速與轉矩計算。首先利用等效電路公式計算三相總機械輸出功率，接著依據極數與頻率求出同步轉速並乘上(1-s)推導轉子轉速，最後透過功率與轉子角速度的關係式求得機械軸轉矩。
小題 (二)
若其為四極式電機，請計算機械輸出功率、轉子轉速（單位以 Hz 作答）以及轉矩。（6 分）
思路引導 VIP
本題測驗三相感應電機的功率流比例與轉速計算。解題關鍵在於先計算轉子銅損（留意三相需乘3），利用氣隙功率、銅損與機械功率（1：s：1-s）的比例關係求出機械輸出功率；接著由電源頻率與極數算出同步轉速，考量轉差率求出轉子轉速（依題意換算為Hz）；最後利用機械功率除以轉子角速度求得轉矩。
小題 (三)
假設該部電機是 60 Hz、三相、兩極式，其額定電壓 240 V、額定電流 30 A、額定功率 10 kW 以及轉子額定轉速 3300 rpm，且定子接線是三角形（Δ）接法。若定子接線 Δ 接改為 Y 接，請問改變接線後之額定電壓、額定電流、額定功率以及轉子額定轉速（單位以 rpm 作答）是多少？（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗三相感應電機定子繞組接線（Δ接與Y接）改變時，對電機「額定值」的影響。解題關鍵在於認知「每相繞組的絕緣耐壓與載流能力不變」，因此需從相電壓與相電流推導新的線電壓與線電流，而總額定功率與額定轉速將維持不變。