二

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景标时
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1 電工機械總整理第一節直流電機基本構造結構功能備註直流機殼採用疊片式矽鋼片減少過流損矽含量 5% 以下極掌面積大於極心減低空氣隙的碳通密度分激場繞導線細匝數多電阻大. 電流小與電樞繞組並聯串激場繞導線粗匝數少電阻小. 電流大與電樞繞組串聯 Rf( 分 )>>Ra>>Rfs( 串 ) 中間極改善換向補償繞組抵銷電樞反應斜形槽減少噪音約距一個槽距寬換向器與電刷內部交流電 AC 外部直流電 DC 第二節基本公式發電機電動機備註 E=N φ F=BLsinθ φ=ba(wb) t F= PZ Wm=2πS φa e=blsinθ 2πa PZ E= φn T= Pm 60a Wm = 60*Pm Pm =9.55 2π*n n (nt-m) 第三節線圈連接方式疊繞波繞適用電機低電壓大電流大電壓低電流電流路徑數 a=m( 重入數 )*p( 極數 ) a=2m( 重入數 ) 電刷數 p( 極數 ) 2 只或 p 只均壓線 p>2 時需均壓線不需均壓線換向片距 ±m (C±m) / (P/2) 公式 Ys=S( 槽數 ) / P( 極數 ) Yb= Cs*Ys+1 Yf= Yb±Cs*m N= S*Cs/2 Yav=(Z±2*m)/P Yav 奇數 Yb= Yf=Yav Yav 偶數 Yb= Yav+1 Yf=Yb-2 *m 蛙腿繞 = 單式跌繞 + 複分波繞 ( 不需均壓線 ) 路徑數為 a=2p 註 :C( 換向片數 )=N( 線圈數 )= S( 槽數 )*Cs( 每槽元件數 )/2

2 第三節電刷的種類及特性種類特性用途碳質接觸電阻高摩擦係數大高壓小容量低速石墨接觸電阻低小摩擦係數小中低壓高速大容量電氣石墨接觸電阻適中摩擦係數小一般直流機金屬石墨接觸電阻小摩擦係數小低壓大電流第四節電樞反應及換向壹電樞反應 : 負載電流產生電樞磁場對主磁場之干擾發電機電動機前極尖減少增加後極尖增加減少效應去磁及交磁去磁及交磁磁中性面順向移位逆向移位電刷順向移位逆向移位效果應電勢下降 (E=Kψn) 轉矩下降 (T=Kψ) 轉速上升 (n=e/kψ) 貳換向低速換向過速換向定義換向初期 ( i/ t) 較小換向末期 ( i/ t) 較大換向初期 ( i/ t) 較大換向末期 ( i/ t) 較小發電機電刷超過新中性面 ( 之後 ) 移位不足負載增加電刷不到新中性面 ( 之前 ) 移位過度負載減少電動機移位過度負載減少移位不足負載增加結果後端 (( 跟 ) 部分過熱前端 ( 趾 ) 部分過熱電抗電壓 E=(L+ΣM)*(2c/Tc) 參改善換向之方法 1. 延長換向期間

3 2. 減少電感量 3. 提高電刷接觸電阻 4. 設置補償繞組 5. 移電刷法 6. 增設中間極 ( 發電機依轉動方向 NsSn) 肆去磁安匝與交磁安匝去磁安匝 :F( 去磁 )=( Z / 360 )*2α*(1/2)*(a / a)=n* ( 每ㄧ機械角內之導體數 Z / 360, 每極去磁安匝之角度為 2α) 交磁安匝 :F( 交磁 )=(Z/2)*(a/a)- F( 去磁 ) 伍減少電樞反應之方法方式功能備註採用高磁阻極尖左右疊成增加磁阻楞德爾磁極法主磁極上刻空心長槽增加磁阻補償繞阻法 ( 湯姆生 - 雷恩 ) 置於主磁極極面上, 與電樞串聯抵銷電樞磁動勢 Fa=(Z/2)*0.7*(1/P)*(a/a) [0.7= 極面弧度 / 極距 ] Fc=(Zc/2)*a= Fa Zc=0.7*[Z/(P*a)] 中間極移動電刷第五節各種直流發電機之特性曲線種類電路圖曲線他激式 a f E=+a*Ra+b Ra E b 電刷壓降 E a a*ra

4 分激式 L=a+f E=+a*Ra+b Ra a E f Rf L E 崩潰點 a 串激式 E=+s*(Ra+ Rs) s Ra E Rs 升壓恆流崩潰點 a 複激式 E=+s*(Ra+ Rs) L= s+f s Ra E Rs Rf f 過複激平復激欠複激 a 發電機外部特性曲線分激式 E=Knψ,=E- a* Ra 串激式 E=Knψ 積複激式 E = K n(ψf+ψs) 差複激式 E= K n (ψf-ψs) 額定電壓過複激式平複激式欠複激式分激式差複激式 a 額定電流第六節直流電動機特性曲線轉速曲線分激式 n=(-a*ra) / K*ψ 串激式 n = / K*ψ 積複激式 n = / K*(ψf+ψs) 差複激式 n = / K*(ψf-ψs) T 串激式滿載積複激式分激式差複激式 a

5 壹分激式與串激式之比較分激式串激式發電機與電動機轉向相同相反電源互換轉向改變轉向不變使用交流電不轉動轉向不變轉子飛脫場電阻斷線無載時 ( 不可使用皮帶 ) 貳直流電動機之應用特性用途分激式定速調速車床串激式變速吊車起重機果汁機積複激式定速調速間電梯參直流電動機速率控制公式控制法特性 n= E / Kψ 場電阻控制法 Rf,f,ψ,n 轉矩隨速度上升而下降又稱定馬力控制簡單方便有效電樞電阻控制法 E= - a*rn Rn,E,n 轉矩不隨速度上升而下降又稱定轉矩控制電壓控制法 E= - a*rn,e,n 可得寬廣速度控制, 但價格昂貴第七節電機三大並聯運用之條件 1. 直流發電機條件 : 2. 變壓器條件 : 3. 同步發電機之條件 : (1) 電壓定額須相同 (2) 端子極性需相同 (3) -L 曲線有下垂特性 (1) 端子極性必須正確 (2) 電壓定額及匝數必須相同 (3) 電阻與漏電抗比相同 ( 阻抗角相等 ) (4) 容量與阻抗成正比 (1) 電壓大小相同 (2) 電壓相位相同 (3) 頻率相同 (4) 相序相同 (5) 電勢波形相同 (6) 適當下垂之速率負載特性 (7) 若相位相同, 電壓大小不同則產生無效環流 C

6 1+2=L =E1-1R1=E2-2R2 P1+P2=PL 過複激並聯時應有均壓線 S1+S2=SL 不可並聯 1. - 對 -Y 2. - 對 Y- 3. Y-Y 對 -Y 4. Y-Y 對 Y- 二明一滅大小看暗相位看 OR 閘頻率看輪流相序看皆第八節交直流電動機起動規定目的啟動電流限制直流機 a. 增加起動轉距 b. 減少啟動電流 a. 直流機 2 倍以下 b. 感應機 3.5 倍以下 a. 直接啟動 1/3 馬力以下 b. 在電樞電路串一起動電阻啟動 DC.G 時, 將 Rf 置於最大處啟動 DC.M 時, 將 Rf 置於最小處啟動差複激 M 時, 需將串激繞組短路全壓 1/n 電壓 M 第九節感應電動機之啟動壹鼠龍式直接啟動 Y-Δ 啟動補償繞組降壓啟動採 Δ-Δ 3HP 以下 S 為 5-8 倍每相電壓 =(1/ 3) 全電壓每相電流 =(1/ 3) 全電壓相電流啟動電流 Y =(1/3)Δ 啟動轉矩 T Y =(1/3)TΔ 電動機側 S =(1/n) 全電壓電流電源側 S =(1/n) 2 全電壓電流轉矩 TS=(1/n) 2 直接啟動

7 貳繞線式感應電動機之啟動在轉部加入電阻 a. 增加啟動轉矩 b. 限制啟動電流 c. 提高啟動功因 d. 速度控制參單相感應電動機 a. 主繞組匝數多線徑粗置於內層 R 小 X 大 b. 輔助繞組匝數少線徑細置於外層 R 大 X 小電流超前轉速達額定速度之 75% 離心開關切斷輔助繞組同步電動機利用組尼繞組啟動肆三相感應電動機速率控制公式控制法特性 n= (1-S)(120f / p) 定部改變電源電壓改變 S 範圍不大改變電源頻率改變範圍大價格高改變磁極改變接線增加 p,n 減少轉部 T=(kψSE2)/R 2 轉部加電阻 R 2,T,n 轉部加電壓 E 與應電勢相同 n 加速轉部加電壓 E 與應電勢不相同 n 減少串並聯運用同方向運轉 n=120f / (p1+p2) 同方向運轉 n=120f / (p1-p2) ( 註 : 轉子輸入功率 Pg, 轉子輸出功率 Po, 轉子銅損 Pc) (Pg/Ns=Po/Nr=Pc/SNs) 伍三相同步電動機速率控制 N=120f / P 速度由頻率及磁極數決定第十節損失類別損失項目直流機 1. 銅損 Pc= 2 *R( 電樞電阻 + 磁場電阻 ) 2. 鐵損 Pi=Pe+Ph Pe=Ke*f 2 *Bm 2 *t 2 ( 當 Bm 固定,Pe 正比於 n)

8 變壓器三相感應電動機開路試驗轉子旋轉短路試驗Ph=Kh*f*Bm 1.6~2 ( 當 Bm 固定,Ph 正比於 n) 3. 機械損 = 摩擦損風阻力損等, 轉速越快機械損越大 4. 雜散損失 = 無法直接測得 ( 大型機械大約 1%) 5. 交流機 1. 銅損 Pc= 2 *R( 交流等效電阻 ) 2. 鐵損 Pi=Pe+Ph Pe=Ke*f 2 *Bm 2 *t 2 ( 當 Bm 固定,Pe 正比於 n) Ph=Kh*f*Bm 1.6~2 ( 當 Bm 固定,Ph 正比於 n) 3. 機械損 = 摩擦損風阻力損等, 轉速越快機械損越大 4. 雜散損失 = 無法直接測得 ( 大型機械大約 1%) 變壓器 1. 銅損 Pc= 2 *R( 一二次側等效電阻 ) 2. 鐵損 Pi=Pe+Ph Pe=Ke*f 2 *Bm 2 *t 2 = Ke* 2 Ph=Kh*f*Bm 1.6~2 = Kh* 2 /f 3. 最大效率 : 銅損 = 鐵損銅損 =m 2 * 滿載銅損 = 鐵損 (m 倍滿載 ) 壹開路及短路試驗第十一節交流電機之實驗目的方法各表之值 G0( 激磁電導 ),B0,Y0 0 ( 激磁 ),e( 鐵損 ),m( 磁化 ) 低壓側加額定電壓, 高壓側開路低壓側電源電壓 2 A 低壓側 O,P Pn G0,B0,Y0 0,cosΘ0 定子加入額定電壓目的 Re1,X.e1,Ze1,Pc 反轉銅損方法各表之值高壓側加額定電流, 低壓側短路高壓側額定電壓之 3~10% A 高壓側額定電流 1,P 滿載 Pc 定子加入額定電流 5~8% 額定電壓之

9 轉子堵住 S=1 貳變壓器 a. 開路公式 b. 短路公式 1. 無載公因 cosθ0=poc/ococ 2.c=0cosΘ(A) 3.m=0sinΘ(A) 參三相感應電動機 3φM 1.Ze1=sc/sc, Ze2=Ze1/a 2 2.Re1=Psc/sc 2,Re2=Re1/a 2 3.Xe1= Ze1 2 -Re1 2,Xe2=Xe1/ a 2 開路公式無載功因 cosθ0=p/ 30 短路公式 cosθ= P/ 3s 第十二節二瓦特量三相功率 PT3φ=W 1+W 2 (w) QT3φ= 3(W 1-W 2)(AR) S T3φ= P T3φ 2 +QT3φ 2 (A) cosθ=w 1+W 2/2 W 1 2 +W 2 2 -W 1.W 2 W 1=W 2 co s Θ= 1 W 1= -W 2 c o s Θ= 0 W 1=0, W 2 W 1=2W 2 c osθ= 3/2 0 第十三節絕緣級別 Y A E B F H C 最高容許威度 90 度 105 度 120 度 130 度 155 度 180 度 180 度以上直流機採用 A 和 B 級第十四節變壓器構造 1. 矽鋼片條件 a. 鐵損小,b. 導磁細數大 c. 飽和磁通密度高,d. 機械強度大,e. 含矽量 4% 2. 儲油器 a. 改善絕原油劣化 3. 外型 a. 內鐵式高壓小電流,b. 外鐵式低壓大電流 4. 理想 Tr a.η=100%,b.e=4.44fnφ(φ=bma) c. 能量守恒 S=E 1 * 1 =E 2 2 d.a=n 1 /N 2 =E 1 /E 2 = 2 / 1 = Z1/Z2

10 壹等效圖 R 1 1 O R X 1 e m 2 X 換算至一次側時 R 01 =R 1 +a 2 X 2 X 01 =X 1 +a 2 X 2 Z 01 = (R 01 ) 2 +(X 01 ) 2 e=o*cosθ m= o*sinθ 貳標么值 1 = a L + ( 0 1 +a 2 L) ( R R ) X X 阻抗標么值 Zpu Sbase=base * base Zbase=base / base (base 基本值 ) Z PU new Z PU old new = S BASE old S BASE * BASE old BASE new 標么值與額定容量成正比與額定電壓成平方反比參電壓調整率 E 2 θ * X 2 2 COSθ * R SNθ

11 E 2 = ( 2 COSθ 2 R2) 2 ( * X ) R%=(E2-2)/2 肆 Tr 之測試 * 2 SNθ 2 (1) 溫升試驗 (2) 絕緣電阻測試又稱背向試驗需使用高阻計高壓側瓦特表 L-> 線路 ( 先實 =>Pn 施 ) 低壓側瓦特表 E-> 接地 ( 後實 =>Pc 施 ) G-> 保護伍極性試驗 a.dc 法 S 閉合瞬間伏特計往正向偏轉 -> 減極性伏特計往負向偏轉 -> 加極性 b.ac 法 3=1-2-> 減極性 3=1+2-> 加極性 c. 比較法一次側看接線, 二次側跑回路 + + v v 3 v v 陸 Tr 之三相連接 Y 聯結聯結 L= 3p L=P L=P L= 3P L lead P 30 L Lag p 30 產生諧波干擾可免去諧波之害 i. Y 接 - 接地, 拉出 + 為該相 ii. 接依序將 - 接 +, 拉出 + 為該相 (4) 三相口訣

12 1+1= = K 3=57K 1-1= = K 3=11.4K 1+1-1= =380 3/3= =0 3/2=0.866 Sin75 =0.966 (5) 公式單相視在功率 S1ψ=P1P1=P2P2(A), 單相有效功率 P1ψ=S1ψcosΘ(W) 三相視在功率 S3ψ= 3L1 L1= 3L2L2 =>3PP=3S1ψ(A) 三相有效功率 P3ψ=3P1ψ=3PPcosΘ(W) 各種接法 Y-Y Δ-Δ Δ-Y 發電廠 Y-Δ 二次變電所 L1 L2 L1 L2 3 = 3 P1 P2 = a P1 = = P2 a L1 L2 1 L1 L2 = P1 P2 = a 3P1 1 = = 3P2 a L1 L2 L1 L2 P1 = 3 P2 = a 3 3P1 3 = = P2 a L1 L2 L1 L2 3 = θ=0 θ=0 θ=-30 θ=+30 P2 P1 = 3 a P1 1 = = 3P2 3 a - L=P,L=P 利用率 = 輸出容量 / 設備容量 = 3S1ψ / 2S1ψ = S-=SΔ-Δ T-T 主 =P=L, 支 =( 3 / 2)L 相同容量 = 輸出容量 / 設備容量 = 3S1ψ / 2S1ψ= 大 1 小容量 = 輸出容量 / 設備容量 = 3S1ψ / (S1ψ+2/ 3 S1ψ) =0.928 捌特殊變壓器 (a) 自耦變壓器 SA=(1+a) a=( 共用 / 非共用 ) 自有容量 = 感應傳送的伏安功率 e 2 =e*2 傳導容量 = 全部容量 - 自有容量特點 :1. 電壓調整率小, 效率低 2. 需高度絕緣 3. 電壓比小 1.05~1.25 到

13 (b) 儀表變壓器 PT 比壓器 ( 降壓 Tr) CT 比流器 ( 升壓 Tr) 二次側額定電壓 110 額定電流 5A 不可短路ㄧ定要接地不可開路ㄧ定要接地使用 2.0mm 2 紅線使用 2.0mm 2 黑線 (c) 感應電壓調整器ㄧ次繞組 P 二次繞組 S 短路線圈 T 轉部導線細, 匝數多並聯電源定部導線粗, 匝數少串聯負載轉部與 P 垂直 90 度無法成為抗流線圈 1 S P T L O O =(1+1/a*cosθ) 1 (a=p/s) θ=0 O =(1+1/a) 1 θ=90 O = 1 θ=180 O =(1-1/a) 1 壹三相感應電動機構造第十五節三相感應電動機轉子鼠籠式繞線式優點構造簡單堅牢啟動轉矩 Ts 大, 恆速, 轉差率小啟動電流 s 小缺點無法加 Rx,Ts, 構造複雜, 成本高 s 貳轉差率 S (1) S=(Ns-Nr)/Ns 100% a. 啟動 ( 靜止, 堵 Nr=0,S=1 住 ) b. 同步 Nr=Ns,S=0 c. 反同步 Nr=-Ns,S=2

14 d. 超同步 Nr=2Ns,S=-1 鼠籠式 S=3~5% 繞線式 S=1~10% S 跟負載成正比 (2) 公式 ( 運轉時 ) a. 轉子轉速 Nr=(1-S)Ns b. 轉子頻率 fr=sf c. 轉子電壓 E2r=SE2 d. 轉子電流 2=(S*E2)/( R 2 +SX 2 ) e. 轉子 Cosθ=R/Z (3) 解題步驟 1. 求轉子電壓 E2 a.e1=p1 b. 靜止時 E2=E1/ 匝數比 c. 轉動時 S=(Ns-Nr)/Ns, E2 r =SE2 1. 求轉子電流 2 a. Z=( R 2 +SX 2 ) b. 2=(S*E2)/( R 2 +SX 2 ) 二轉矩 (1) 電動機轉子輸出功率 P2=T*w=T*2πNr,T=9.55*P2 / Nr(NT-m)=0.973*P2/ Nr(Kg-m) (2) 轉子每相轉矩 T=Kψ12cosθ ( 2=(S*E2)/( R 2 +SX 2 )),(cosθ=r/( R 2 +SX 2 )) T =P2/WS=(q*2*R2/S) 2 q 1 * R 2 ' /S T=K ' ( R 2 + R 2 ' /S) 2 + ( X 1+X 2) 2 (3)S=1 時 T 與電壓平方成正比, 與 R2 成正比 (4) 定電壓下 T 與 R2/S 成正比, 繞線型外加電阻時 S 將改變但轉矩不變 T mr2 r2 比例推移 r2/s=(r+r2)s 最大轉矩時轉差率 Sm=r2/(x1 +x2) 參雙鼠籠式 S=1 S=0 (1) 上層 -> 導體細, 電阻大, 電感小, 啟動轉矩大, 啟動電流小 -> 啟動時流過大部分電流 (2) 下層 -> 導體粗, 電阻小, 電感大 -> 運轉時流過大部分電流 (3) 規格 CNS EC NEMA DE = 台灣 ( 中國 ) = 國際 = 美國 = 德國

15 肆制動 a. 再生制動 == 使 Nr>Ns 產生反轉矩並回收電力於電源 b. 發電制動 ( 動力 )( 直流 )== 當.M 切離 A.C 時, 在轉子上加 D.C, 使旋轉磁場變為固定 c. 逆轉制動 == 將電源線任意換兩條, 使之產生反轉矩, 為了防止逆轉 -> 插入柱塞電驛 d. 單相制動 == 將一相切離, 使之成為單相運轉伍試驗繞組電阻測定 Y 形接線 Ry=e/i=2r Δ 形接線 RΔ=e/i=2r/3 負載實驗 a. 方法 -> 動力計 b. 目的 -> 測量 T 及 Pm T=F r(kg-m) =9.8F r(nt-m) Pm=1.026 F r Nr 第十六節單相交流電動機壹分類 (1) 感應 (2) 換向 a. 分相式 a. 推斥式 b. 電容式 b. 串激式 c. 蔽極式貳單相感應電動機與 3 相電動機比較 a. 體積大 b. 成本高 c. 效率和 Cosθ 差 d. 噪音與振動大參單相感應電動機構造定部裝設行駛繞組, 外加 A.C, 產生交變磁場, 交變磁場分相為兩個大小相等, 方向相反的磁場稱雙旋轉磁場分相式反轉 => 將啟動繞組或行駛繞組兩端反接轉矩由大至小排列 : 推斥 > 雙值 > 電容 > 分相 > 永久 > 蔽極肆電容式

16 (1) 電容啟動式使用交流電解電容 -> 體積小, 容量大, 耐壓低輔助繞組電流 a 越前主繞組電流 90 電機角用途 -> 電冰箱壓縮機 (2) 永久電容式使用浸油式電容 -> 體積大, 容量小, 耐壓高用途 -> 洗衣機馬達主繞組啟動繞組伍蔽極式 a. 方向由未蔽極向有蔽極處轉動 b. 反轉必須把整個磁極反轉過來 c. 蔽極線圈 -> 幫助啟動 d. 蔽極磁通滯後主磁通 e. 構造簡單便宜 f. 功因最低, 效率最差,Ts 最小, 用途 -> 吊扇轉向陸交流單相串激 (1)DC->AC( 直流串激電動機加交流電源 ) 應修改部分 a. 定部和轉部鐵心均採用矽鋼片 b. 弱磁場減少 Rf, 漏磁電抗電壓影響功率因數 c. 裝設補償繞組, 減少電樞反應 ( 電抗電壓影響功率因數 ) d. 減少電樞繞組, 否則換向困難 (2)Cosθ 隨負載增加而降低柒推斥式構造最簡單,Ts 最大, 電刷需短路 (1) 刷軸平行極軸 (2) 刷軸垂直極軸 (3) 轉向磁通 =0 磁通最大 a. 電刷順極軸移動 -> 順向方向 a 最大 a=0( 刷軸短路線圈 ) b. 電刷逆極軸移動 -> 逆向方向 T=Kψa( 方向相反合力 T=0 =0) e=blsin90 最大

17 第十七節三相同步機壹結構 a. 定子繞置互隔 120 θe 三相電樞繞組 b. 轉子通以低壓直流貳交流發電機之種類適於凸極型低速 800rpm 以下圓柱型高速 800rpm 以上轉子直徑大小轉軸短長直軸磁阻小於交軸等於交軸直軸電抗大於交軸等於交軸用途水輪 G 汽 ( 渦 ) 輪 G 引擎 G 參交流發電機之種類及用途水輪汽輪引擎轉速 200~ ~ ~600 轉子凸極型圓柱型凸極型冷卻水氫氣用途水力發電廠火力核能緊急備用肆同步電動機阻尼繞組 -> 裝於轉子磁極槽內, 藉端環加以短路, 形成鼠籠般的繞組, 協助啟動 a.nr=ns 不作用 b.nr Ns, 防止追逐現象, 維持 Ns c. 追逐現象 : 由於負載急遽變化, 造成同步機之負載角 ( 應電勢 E 與端電壓之相角 ) 在同步速率上下作週期性變化二. 繞線方式 (1) 理論上 -> 全節矩集中繞但會有諧波干擾 (2) 實際上 -> 短節矩分佈繞 (3) 短節矩之優缺點優點 : N S 全節距短節距

18 a. 減少諧波改善電勢波形使其更接近正弦波 b. 節省末端連線, 減少 Pc c. 減少電感量缺點 : 應電勢較全節矩低 (4) 分佈繞 a. 降低應電勢諧波成份 b. 效率高 c. 繞組較易散熱應電勢較低三. 感應電勢計算 (1) 理論 Ep=4.44N =2.22Zfψ (2) 實際 Ep=Kw4.44fNp (3)Kw( 繞組因數 )=Kp Kd (4)Kp( 節距因數 )= 短節距感應電勢 / 全節距感應電勢 =sin(x/2) (5)Kd( 分佈因數 )= 分佈繞感應電勢 / 集中繞感應電勢 =sin(180/2* 相數 ) / qsin(180/2* 相數 *q) q ( 每相每極槽數 )= 槽 /( 相數 * 極數 ) (6) 諧波正弦波三次諧波五次諧波 A 0 A 0 *3=0 A 0 *5=0 B -120 B -120 *3=0 B -120 *5=120 C 120 C 120 *3=0 C 120 =-120 四特性曲線 (1) 外部特性曲線條件 : 額定轉速及激磁電流不變, 負載電流與端電壓之關係負載超前電樞反應產生加磁作用, 端電壓上升負載落後電樞反應產生去磁作用, 端電壓下降端電壓 cos=0.8 超前 cos=1 cos=0.8 落後負載電流 (2) 激磁特性曲線條件 : 額定轉速及端電壓不變, 負載電流與激磁電流之關係負載超前電樞反應產生加磁作用, 須減少激磁電流負載落後電樞反應產生去磁作用, 須增加激磁電流激磁電流 f COS=0.8 落後 COS=1 COS=0.8 超前負載電流

19 P~18 (3) 同步發電機向量圖電流落後電壓 E E= (cosθ+r) 2 +(sinθ+x) 2 θ a a*r a*x (3) 形特性曲線輸出固定運轉, 激磁電流從欠激加至過激時, 電樞電流逐漸減少後再逐漸增加激磁電流與電樞電流之曲線電樞電流全載半載 1/4 負載滯後電流超前電流 (5).M 和 S.M 之比較功率因數空氣隙啟動直流激磁.M 不可調整甚短可自行啟動不需要 S.M 可調整較寬不可自行啟動需要激磁電流 (6)SM 的運用使 SM 於無載及過激磁, 其特性為電容, 稱同步電容器或同步調相機, 安裝於變電所之主 Tr, 以改善功率因數 cosθ a. 減少線路電流 b. 減少線路壓降 c. 減少線路損失 d. 增加系統容量公式 (1)PL1-PL2=PL1 1-(Cosθ1/Cosθ2) 2 (2)Qc=P(tanθ1-tanθ2)(AR) C= (Qc/2πft)*10-6 μf (7) 小型 S.M 1. 可為計數器計時器

20 2. 磁阻電動機 ->1 相凸極式 S.M 3. 磁滯電動機 ->1 相圓筒式 S.M 壹伺服電動機第十八節特殊電機 (1) 特性 a.ts 大 b. 轉子慣性小 ( 響應小 ) 機械時間常數小重量輕電氣時間常數小 c. 摩擦小無制動特性 d. 可正逆轉控制 (2) 控制方式 a. 場控 -> 高感抗 -> 小容量 b. 樞控 -> 大容量貳步進電動機 (1) 特性 a. 數位脈衝馬達 b. 數入一脈波轉動一固定角度 c. 轉動角度跟輸入脈波數成正比 d. 無累積誤差 -> 開環路 e. 具高靜止扭矩 f. 可正逆轉控制 (2) 驅動方式一相 -> 激磁一相繞組, 轉一步, 振動較大二相 -> 激磁二相繞組, 轉一步, 較穩定一 ~ 二相 -> 交替磁場一二相, 得半步 (3) 公式 1 步之 θs=360 / 步進數 ( 轉一圈 ) 步進數 = 定子相數轉子齒數 (4) 用途電腦週邊, 印表機, 磁碟機參線性電動機 (1) 公式

21 a. 同步速率 s=2pth/t=2fpth(m/s) => 一週移動兩個極矩 Pth b.r=(1-s)s(m/s) c.s=(s-r)/s (2) 用途低速 -> 電動門高速 -> 磁浮列車伍電磁耦合式電動機 (1) 原理 : 利用渦流耦合機產生電磁耦合效應 ( 調整 f) (2) 範圍 :10:1 (3) 別稱 :EC,S,AS (4) 構造 : 感應電動機, 渦流耦合機和轉速發電機 (5) 用途 : 漸為變頻器控速取代

03.tpf

03.tpf 了解直流發電機的電樞反應了解直流發電機的換向過程熟悉各式直流發電機的電路計算 3 3-1 何謂電樞反應直流發電機若有接負載, 電樞繞組就有電流流動, 負載越大, 電樞電流越多, 這個電樞電流產生磁通, 電樞磁通會對主磁極磁通的大小和分布, 造成抵消或干擾, 使得主磁場的兩個極尖磁場強度變為不相等, 這種現象稱為電樞反應 (armature reaction) 以 2 極發電機為例 : 原本主磁極磁通的分布情形,