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moea_joint_essay 110年 [電機] 電力系統與電機機械、電磁學

第 一 題

📖 題組:
一部三相 480 V、4 極、60 Hz、25 馬力、Y 接線的感應電動機,其換算到定子側的單相阻抗分別為R1 = 0.64 Ω、R2 = 0.33 Ω、X1 = 1.1 Ω、X2 = 0.46 Ω、XM = 26 Ω,且總旋轉損失為 1000 W(包含鐵損)。在額定電壓時,其轉差率為 2.2 %,請計算:(2 題,每題 10 分,共 20 分) 註:π = 3.1415
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

定子電流 I1 (計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)。

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利用感應電動機單相近似等效電路。先求轉子阻抗 Z2' = (R2/s) + jX2,再與激磁電抗 jXM 並聯,最後加上定子阻抗求總輸入阻抗 Z_in,藉此算出 I1 = V_phase / Z_in。

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  1. 每相相電壓 V1 = 480 / √3 = 277.13 V
  2. 轉子支路阻抗 Z2 = R2/s + jX2 = 0.33 / 0.022 + j0.46 = 15 + j0.46 Ω
  3. 激磁支路阻抗 Zm = jXM = j26 Ω

小題 (二)

輸出轉矩 Tm (計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入)。

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先計算氣隙功率 Pg = 3 × |I2|^2 × (R2/s),再計算總機械功率 P_mech = Pg × (1-s),扣除旋轉損失得到輸出功率 P_out。最後 Tm = P_out / ω_m。

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  1. 轉子電流 I2 之計算: 激磁與轉子並聯部分的電壓 E1 = I1 × |Zf| = 19.849 × 12.83 = 254.66 V |I2| = E1 / |Z2| = 254.66 / √(15^2 + 0.46^2) = 254.66 / 15.007 = 16.97 A

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