电机机械原理

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1、九十七年度機械產業專業人才認證考試試題 專業等級：初級電控系統工程師 科目：電機機械原理 考試日期： 97 年 7 月 6 日 13:30-15:00第 6 頁，共 5 頁 一.選擇題 30 題佔 60%1.(A)以下何者之能源轉換效率最高: (A) 水力發電 (B)太陽能發電 (C) 燃 煤火力發電 (D) 天然氣火力發電2.(D)電機與機械能量轉換的根本原理是依據: (A) 歐姆定律 (B) 克希霍夫 定律 (C) 牛頓運動定律 (D) 法拉第定律6 3.(A) 對下圖之變壓器而言， 以下何項電性轉換關係不正確: (A) (B) (C) (D) 和 相位相反 4.(D)三相感應電動機，端子

2、電壓 200 伏特，電流 50A，功率因數 85%，效率86%， 則此電動機之輸出為: (A) 10 仟瓦 (B) 7.3 仟瓦 (C) 8.6 仟瓦 (D)12.66仟瓦5.(D)一部交流同步發電機之轉速為 720rpm，產生 60HZ 之交流電壓，則發電 機之極數為: (A) 4 (B) 6(C)8(D) 10 極6.(B)直流電機電樞繞組之線圈(coil)總數為: (A)換向片數之半 (B) 與換向片數相同 (C)與換向片數的關係隨波繞或疊繞而有不同 (D)以上皆非7.(B)有一套電動發電機組，由 550 伏特電動機與 125 伏特 100KW 發電機組成， 前者的滿載效率為 89%，後

3、者為 93%，今將電動機接至 550 伏特電源運轉， 發電機以 125 伏特供給額定負載，試問電動機的線電流約為: (A) 204.3(B) 220 (C) 195 (D) 181 安培8.(A) 當微處理機與外界裝置介面時，以下何種裝置需使用數位類比轉換器(DAC) (A) 直流馬達轉速控制 (B) RS232 資料傳輸 (C) 馬達編碼器 (D)溫度計量測9.(C)一般型編碼器輸出有 A、B 兩相及零點 Z 信號，其中 A、B 相位相差(A) 180度(B) 45 度(C) 90 度(D)60 度10 (A)當微處理機與外界裝置介面時，下圖中介面元件 1,2，請選出其適當的功能: (A)1

4、:DAC, 2:ADC (B)1:RS232, 2:RS485 (C)1:編碼器, 2:ADC (D)1:ADC, 2:DAC。11.(B)以下何種馬達編碼器可直接量測馬達位置 (A)增量型編碼器 (B)絕對型編碼器 (C)光柵式電子光學尺 (D)通道編碼器。12.(A)一般增量型編碼器輸出有 A、B 兩相及零點 Z 信號，由 A、B 信號中可 以外加電路再取出 (A)4 倍 (B)16 倍 (C)3 倍 (D)5 倍 頻率信號。13 (D) USB 標準規格中所能提供的電壓及電流為 (A)3.3V 100mA (B)1.8V200mA (C) 12V 400mA (D) 5V 500mA14

5、(D)有關三相感應電動機構造之敘述，以下何者不正確？(A)由定子及轉子兩 部份所構成(B)定子上有三相線圈(C)轉子為鼠籠式或繞線式(D)電 刷應適當移位至磁中性面。15.(B)改變交流同步電動機之直流激磁其主要目的？ (A)調整速率(B)調整功率因數 (C)調整頻率(D)調整扭力。16.(B)變壓器之最正确效率發生在 80%滿載下，由開路試驗求出其無載之鐵損為64W，則其滿載銅損應為？(A) 80W(B) 100W(C) 125W(D) 160W。17.(D)變壓器的匝數比為 22/5，假设無載時在高壓側之量測電壓為 110 伏特，則在低壓側量測電壓值為多少？(A) 484 伏特 (B) 1

6、10 伏特 (C) 45 伏特 (D) 25 伏特18.(D)額定為 50Hz，12 極之三相同步電動機，假设在額定頻率下運轉，則其轉軸轉速為多少？(A) 1200 rpm (B) 1000 rpm (C) 600 rpm (D) 500rpm19 (B)感應電動機於額定電源下增加負載時？(A)轉差變(B)轉差變大(C)轉差變小(D)轉差變為。20 (C)感應電動機使用 Y-起動法，其主要目的為？ (A)提高起動轉矩 (B)增加輸出功(C)低起動電 (D)提高運轉效。21 (B)下圖所示為一個高導磁係數的鐵心，繞有 50 匝的線圈，假設除了以外並無其他磁通，且f = 0.01sin377t 韋

7、伯(Wb)，則線圈兩端的感應電壓為(A)377cos377t V (B) 188.5cos377t V (C) 188.5sin377t V (D) 377sin377t V。22.(D)對一組由鎳鐵合金材料構成的鐲環，其平均弧長為 0.5m，假设我們對其套上一組線圈，並通以電流，假设其線圈匝數為 10 匝，電流為 2 安培，則在鐲環上所建立的磁動勢為: (A)1 (B)5 (C)10 (D)20 安-匝。23.(B)變壓器屬於以下哪兩種系統之間的能量互換裝置: (A)電氣系統與機械 系統 (B)電氣系統與電氣系統 (C)電氣系統與氣壓系統 (D)電氣系統與液壓系統。24.(D)在變壓器之短路

8、試驗中，以下何者為正確: (A)將電壓表串聯一次線圈 (B)將電流表並聯一次線圈 (C)短路試驗中不需瓦特表 (D)開路試驗可 獲得鐵損電阻及磁化電抗之參數資料。25.(C)一 30 馬力之直流電動機，當輸出為額定值之 80%時，效率為 85%，則 此時電動機之損失為: (A)2550W (B)2960W (C)3160W (D)3300W26.(A)一般使用於電風扇之感應馬達為: (A)單相感應馬達，(B)雙相感應馬 達，(C)三相感應馬達，(D)四相感應馬達。27.(B)將同步電動機與感應電動機互相比較，以下何者為正確: (A)所有同步電動機與感應電動機皆為單激式電動機 (B)同步電動機在

9、同步速度時，其才能顯現有效轉矩 (C)感應電動機比較適合做低速、大馬力的應用 (D)一般同步電動機之效率比感應電動機的效率來得低。28.(D)假设我們選用 1.8步進角之步進馬達，再加上 1/10 之電子微步進控制，而步進馬達之輸出軸接上一節距 2.0mm 的滾珠螺桿，而滾珠螺桿之螺帽 接上一直線運動平台，則此運動平台之線性位移解析度可達:(A)0.02mm (B)0.01mm (C)0.005mm (D)0.001mm。29.(B)就直流伺服馬達控制而言，馬達之反電動勢(back emf)可相當於以下 何者之功能: (A)位置回授，(B)速度回授，(C)電流回授，(D)加速度回授30.(B)

10、在選用直流伺服馬達時，假设要有較低的電氣性時間常數 ()，則以下何者的值必須比較小: (A) 電樞之電流 (B)電樞之電感 (C)輸入電壓 (D)輸入電流。二. 問答題佔 40%：共 4 題，任選 2 題作答；作答超過 2 題者，以分數較高的 2 題計分。1. 某一個伺服馬達在額定轉速 3000rpm 下之額定最大轉矩為 1.5 Kg-m，(a) 假设 要在此額定轉速下產生 147 牛頓-米(Nt-m) 扭矩輸出，則應設計採用何 種比例之變速齒輪箱？(b) 在此變速傳動下，假设此伺服機構驅動節距 (pitch )為 5mm/round之滾珠螺桿時，其線性速度為多少 cm/sec?*正確解答：

11、(a) 1.5 Kg-m=1.5X9.8=14.7 Nt-m 147: 14.7 = 10:1 (b) 3000/60/10=5rps 5rps x (5mm/r)=25mm/sec=2.5cm/s2 試分別說明雙繞組及三繞組變壓器之根本構造與工作原理*正確解答： 變壓器之根本構造具有鐵心及兩個或三個以上之繞線組，由一或兩個以上之繞線組承受交流電力，利用電磁感應作用使電流和電壓產生大小改變，再由另一個或兩個以上繞線組供給相同頻率之交流電力。3. 某變壓器 5KVA，其鐵損為 80 瓦，滿載銅損為 150 瓦，在一天內有 3 小時3/4 負載，1.5 小時 1/2 負載，6 小時 1/4 負載(負載功因均為 100%)，其餘 為空載，試求全日效率?*正確解答：PiT=8024=1920 PcuT=150(3(3/4)2+1.5(1/2)2+6(1/4)2)=365.625PoutT=5000(3(3/4)+1.5(1/2)+6(1/4)=22500 =22500/(22500+365.625+1920)=90.778%4 一 2 極機，導体之總匝數為 40，並聯路徑數為 2，電樞電阻為 0.2 歐姆，每極磁通量為 1.4 韋伯，端電壓為 150 伏特，電樞電流為50 安培，求(a)感應電壓及(b)轉速。 *正確解答：