103年公務人員高等考試三級考試試題 代號：26570 類 科： 電力工程
科 目： 電機機械
考試時間： 2 小時 座號：
※注意： 可以使用電子計算器，須詳列解答過程。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、一個簡單的單相系統藉由二台單相變壓器順序串接後組成，其等效電路（各台變壓 器的串聯阻抗標么值均以該變壓器自身之額定量為基準）及相關電路參數如下圖所 示，若電路中變壓器的鐵損與所需的激磁電流均甚小而可以忽略的話，則試求出本 電路中由電源 Vs所提供的總功率 Ss為多少（請標示正確之單位）？（25 分）
二、以一台額定為 2.0 kW 之直流並激式（Shunt excited）電動機而言，可以透過改變激 磁電流或是電樞線圈輸入電壓的大小來達到控制速度的目的。若該電動機之磁場電 阻為 250 Ω，電樞電阻為 0.5 Ω，輸入端電壓為 125 V，且轉軸連接一額定功率之機 械負載時，此電動機的轉速將為 1494 rpm（轉/分）。假設轉軸之摩擦及風阻等機械 損失可以忽略，試問此電動機在輸出額定負載時的電樞電流為多少 A？（15 分）若 希望在輸出額定負載時能夠將電動機的轉速提升為 1500 rpm，試問此時應將輸入端 電壓自原有之 125 V 調整為多少 V？（10 分）
三、一台三相四極，380 V, 60 Hz, 22 kW 之感應電動機具有以下的等效電路參數（等效 至定子側）：rs = 0.35 Ω，rr'= 0.35 Ω，xs = 0.8 Ω，xr'= 0.8 Ω，xm = 600 Ω，且可忽略 其鐵心及轉動機械損失。當供應額定電壓及頻率之電源至此電動機時，試求此感應 電動機之啟動定子電流大小？（15 分）若將此一感應機應用至風力發電系統，並透 過齒輪組帶動使其轉速達到 1890 rpm（端電壓仍維持額定值），則此時的定子線圈 輸出之三相實功率為多少 W？（10 分）
四、將一個 208 V, 60 Hz 且每相等效同步電抗為 0.88 Ω 之三相同步發電機連接至負載側 並提供額定電壓時，該同步機將可提供 9 kW，功率因數為 0.9 滯後的輸出（假設定 子線圈電阻遠小於同步電抗，而電機之激磁場、機械與鐵芯損失亦可以忽略）。試 求此時該同步發電機之電壓調整率（15 分）及效率（10 分）各為多少%？
