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統測 112年 [電機與電子群電機類] 專業科目(2)

第 8 題

一部額定電壓為 $300\,V$ 之串激式直流電動機,電樞電阻為 $0.3\,\Omega$,串激場電阻為 $0.2\,\Omega$。當電動機工作於額定條件下,其激磁特性位於線性區,若電刷壓降與電樞反應忽略不計,已知轉速為 $1500\,rpm$,電樞電流為 $100\,A$,輸出轉矩為 $200\,N\cdot m$。當輸出轉矩降為 $50\,N\cdot m$ 時,其電動機之轉速為何?
  • A $6000\,rpm$
  • B $5100\,rpm$
  • C $4200\,rpm$
  • D $3300\,rpm$

思路引導 VIP

在串激式直流電動機中,當磁路工作於線性區時,磁通量 $\phi$ 與電樞電流 $I_a$ 呈正比關係。請先根據轉矩公式 $T = K\phi I_a$ 判斷,當轉矩由 $200,N\cdot m$ 降為 $50,N\cdot m$ 時,電樞電流 $I_a$ 應變為多少安培?接著,請計算兩種狀態下的反電動勢 $E = V - I_a(R_a + R_s)$,並利用反電動勢、磁通量與轉速的比例關係 $E \propto \phi N$(在此即 $E \propto I_a N$)來推算新的轉速。試試看,當電流減半時,反電動勢與轉速的關係會如何導引出最終答案?

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  1. 觀念驗證
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