免費開始練習
地特四等申論題 111年 [電力工程] 電工機械概要

第 一 題

📖 題組:
關於分激式直流電動機,請說明以下問題:
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

請畫出其等效電路並說明元件意義。(5 分)

思路引導 VIP

看到本題,應直覺聯想到分激式直流電機的核心架構為『電樞電路』與『場(激磁)電路』並聯接於直流電源。作答時需清晰描述電路結構(考試時需動筆畫出並聯電路),並逐一列出端電壓、電樞電阻、反電動勢及場電阻等符號對應的物理意義與關係式。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】分激式直流電動機(Shunt DC Motor)的核心特徵為激磁場繞組與電樞繞組相互並聯,共同接於直流電源端。 【論述】 一、等效電路圖結構描述

小題 (二)

請說明並畫出其轉速特性曲線(轉速與電樞電流)的特性。(5 分)

思路引導 VIP

看到「分激式直流電動機轉速特性」,應立即寫出轉速公式 N = (Vt - IaRa) / (KΦ)。接著分析當電樞電流 Ia 增加時,電樞壓降與電樞反應對轉速的綜合影響,推導出其「微幅下降」的恆速特性,並輔以圖形(文字描述)說明。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】分激式直流電動機的轉速特性取決於轉速公式 N = (V_t - I_a R_a) / (K Φ),其轉速隨電樞電流增加僅微幅下降,屬恆速電動機。 【論述】 一、轉速特性公式解析

小題 (三)

請說明並畫出其轉矩特性曲線(轉矩與電樞電流)的特性。(5 分)

思路引導 VIP

面對分激式直流電動機的轉矩特性題,首先聯想轉矩基本公式 $T = K \Phi I_a$。接著分析分激式電機在定電壓下磁通 $\Phi$ 幾乎為常數的特點,推導出轉矩與電樞電流成正比的直線關係,最後補充大電流下『電樞反應』造成的曲線末端下彎現象以提升答題完整度。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】 分激式直流電動機的轉矩 $T$ 與電樞電流 $I_a$ 基本上成正比關係,其曲線為一條通過原點的斜直線。 【論述】

小題 (四)

一部 220 V 分激式直流電動機,電樞電阻為 1 Ω,磁場電阻為 100 Ω。在無載時轉速為 1500 轉/分,電樞電流 2 A,試求無載時激磁電流。(10 分)

思路引導 VIP

看到分激式直流電動機,應立刻聯想其等效電路特性:磁場繞組與電樞繞組並聯,且直接接於直流電源。因此,激磁電流可直接利用端電壓除以磁場電阻求得,不受負載大小、轉速或電樞參數的影響。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】分激式直流電動機之激磁場繞組與電源直接並聯,利用歐姆定律即可求得激磁電流。 【解答】 計算:

升級 VIP 解鎖