普考申論題
110年
[電力工程] 電工機械概要
第 一 題
📖 題組：
圖二為一個三相、220 V、Δ 接線運轉的感應電動機定子三相繞組示意圖。 (一)若欲以電磁接觸器設計 Y-Δ 接線啟動，請繪出主電路接線，並說明動作原理。（15 分） (二)以公式說明，比較以 Y-Δ 接線啟動與直接以 Δ 接線啟動對此感應電動機的啟動電流與啟動轉矩有何差異。（10 分）
圖二為一個三相、220 V、Δ 接線運轉的感應電動機定子三相繞組示意圖。 (一)若欲以電磁接觸器設計 Y-Δ 接線啟動，請繪出主電路接線，並說明動作原理。（15 分） (二)以公式說明，比較以 Y-Δ 接線啟動與直接以 Δ 接線啟動對此感應電動機的啟動電流與啟動轉矩有何差異。（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
若欲以電磁接觸器設計 Y-Δ 接線啟動，請繪出主電路接線，並說明動作原理。（15 分）
思路引導 VIP
本題測驗感應電動機降壓啟動的主控制電路設計。解題時應先構思三個電磁接觸器（主接觸器 MCM、Y接觸器 MCY、Δ接觸器 MCD）與電動機六個接線端子（a, b, c, a', b', c'）的連接架構。說明動作原理時，需依序點出「Y接線降壓啟動」、「計時器延遲切換」、「Δ接線全壓運轉」三個階段，並強調避免短路的互鎖機制。
小題 (二)
以公式說明，比較以 Y-Δ 接線啟動與直接以 Δ 接線啟動對此感應電動機的啟動電流與啟動轉矩有何差異。（10 分）
思路引導 VIP
本題重點在於分析感應電動機在 Y 接與 Δ 接下的相電壓差異。利用基本電路理論，先推導出兩種接法下的相電壓、相電流，再換算為線電流（電源端供電的啟動電流）；同時應用感應電機『轉矩與相電壓平方成正比』的物理特性，證明 Y 接時的啟動電流與啟動轉矩皆為直接 Δ 接的 1/3 倍。
小題 (三)
此變壓器組供應功率因數 0.8 落後的額定負載時，計算其效率。(10分)
思路引導 VIP
看到 V-V 結線，首要想到其總額定容量為單台變壓器的 √3 倍，且在供應額定負載時，兩台變壓器皆流過額定電流。接著釐清開路試驗測得鐵損、短路試驗測得滿載銅損，將兩台的損失加總後，代入效率公式即可求解。