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107年 - 107 第十八屆TAIROA社團法人台灣智慧自動化與機械人協會_自動化工程師暨機器人工程師證照考試_Level 2／機器人中階：電機機械#72743

科目：電機機械 | 年份：107年 | 選擇題數：35 | 申論題數：15

試卷資訊

所屬科目：電機機械

選擇題 (35)

1. 一旋轉伺服馬達上名牌標列有 IP65，這是指 (A)防塵防水等級 (B)電磁干擾等級 (C)耐熱絕緣等級 (D)潔淨等級。
2. 有關於線性馬達的敘述，何者為非？ (A)脈衝馬達的一種 (B)直接把電能轉為線性動能 (C)不需要複雜的直線運動變換機制 (D)磨耗極小，可保持系統精度及使用壽命。
3. 三相、6 極、Y 接繞線式轉子感應電動機，若輸入電源為 60Hz 及線電壓為 220V，試求轉子旋轉速度為 1120r/min 時，其轉子導體 電流頻率為 (A)3.4 (B)4 (C)4.4 (D)5 Hz。
4. 以下何者可改善直流電動機電樞反應(armature reaction)之負面效應？ (A)加裝中間極 (B)降低磁場電流 (C)提高電樞電壓 (D)提高電樞電流。
5. 某繞有 100 匝線圈的鐵心，當線圈電流為 1 安培時則鐵心內的磁通為 1 毫韋伯，則儲存於磁場之能量為 (A)0.25 (B)0.5 (C)1 (D)2 焦耳。
6. 直流電動機中，用以支持電樞的是 (A)電刷 (B)磁極 (C)場軛 (D)轉軸及軸承。
7. 已知某鼓風機扇葉的負載轉矩與轉速的平方成正比，且已知 500 轉/分時，負載轉矩 5 牛頓-米；1000 轉/分時，25 牛頓-米。現以 一部馬達直接驅動此鼓風機運轉於 750 轉/分，則此馬達的軸輸出機械功率約為 (A)883 (B)972 (C)1125 (D)1280 W。
8. 關於感應電動機之構造，下列敘述何者正確？ (A)定子與轉子鐵心採用矽鋼片疊積而成，主要是為減少磁滯損 (B)雙鼠籠式轉子 設計主要目的為提高起動電流，降低起動轉矩 (C)為抵消電樞反應，故採用較小氣隙長度設計 (D)轉子鐵心採用斜槽設計可減低 旋轉時之噪音。
9. 一直流馬達額定轉矩為 0.404KG-M，額定轉速為 1800RPM，則其額定輸出為 (A)0.4KW (B)0.4HP (C)1KW (D)1HP。
10. 某步進電動機，定子 4 相、8 齒，轉子 12 齒，以每秒 960 步之速度轉動，試問其步進角度為若干？ (A)30° (B)15° (C)7.5° (D)1.8°。
11. 再生制動時，感應電動機變為發電機作用，此時轉差 S 為 (A)1 (B)大於零(C)小於零 (D)零。
12. 變頻器供應以 60Hz、220V 於三相感應電動機與變頻器供應 50Hz、220V 電源時，則電動機 (A)轉速加快，轉矩減少 (B)轉速減慢， 轉矩減少 (C)轉速加快，轉矩增大 (D)轉速減慢，轉矩增大。
13. 某直流馬達的電樞繞組的等效電阻為 0.5Ω，若外加電樞電壓為 24V，起動時其轉速為零，則起動時電流為 (A)12 (B)24 (C)48 (D)100 A。
14. 直流無刷馬達的特性與下列何種馬達最接近？ (A)直流 (B)感應 (C)同步 (D)步進 馬達。
15. 繞有 N 匝線圈的非線性鐵磁性鐵心，在磁化曲線的非線性區時線圈電流增加則 (A)導磁係數增加、線圈電感增加 (B)導磁係數增 加、線圈電感減少 (C)導磁係數降低、線圈電感增加 (D)導磁係數降低、線圈電感減少。
16. 定位應用中，每次開機後，定位軸可能需要進行歸原點。下列哪一個有關歸原點的敘述正確？ (A)使用多圈 multi-turn 式編碼器 經常需要重新歸原點 (B)搭配增量式編碼器需要歸原點 (C)使用極限開關的系統一定不用歸原點 (D)使用 DC 馬達不用歸原點。
17. 驅動系統中有可能因為傳動系裡的元件剛性並非無限大，例如皮帶傳動，而導致傳動的動態類似一個雙質量震盪系統，此時可以 透過降低哪個運動參數來減少激發震盪的程度？ (A)質量 (B)速度 (C)亮度 (D)急衝度(Jerk)。
18. 下列何者不屬於無刷直流馬達之基本元件？ (A)永磁式轉子 (B)換向器 (C)轉子位置感測器 (D)三相、四相或多相繞組之定子。
19. 關於馬達，下列敘述何者錯誤？ (A)線性馬達之分析與旋轉馬達類似。一般而言，直線位移取代角位移，力代替轉矩 (B)磁阻馬 達在不超過脫出轉矩的情形下，轉子將一直鎖住定子磁場而運轉於同步速度 (C)鼠籠式感應馬達只有在輕載時，其功率因數才會 偏高 (D)步進馬達可視為無刷直流馬達的一種。
20. 若一馬達須具備不必時常維護、成本低、效率高、可靠度高、可操作於骯髒環境，則應選何種馬達較適當？ (A)鼠籠式感應 (B)繞線式感應 (C)有刷同步 (D)有刷直流 馬達。
21. 下列何者為高動態響應交流伺服馬達之特徵？ (A)軸心粗 (B)轉子粗短 (C)軸心細 (D)轉子細長。
22. 已知一馬達驅動仰角 30 度的輸送帶時，馬達的輸出轉矩為 100 牛頓-米，假設荷重及速度不變，當仰角為 45 度時，馬達的轉輸出 轉矩約為多少？ (A)100 (B)120 (C)140 (D)150 牛頓-米。
23. 下列有關交流感應馬達定值(V/F)控制操作之敘述，何者正確？ (A)定值(V/F)控制操作可保持定子電流不變 (B)定值(V/F)控制操 作可保持轉速不變 (C)定值(V/F)控制操作可保持轉子電流不變 (D)定值(V/F)控制操作可保持磁通不變。
24. 在線圈中切割磁力線(磁通量)可感應電壓，此為何原理？ (A)法拉第定律 (B)牛頓定律 (C)戴維寧定理 (D)諾頓定理。
25. 以下何者可使感應機作為發電機使用？ (A)降低電源電壓 (B)外加機械轉矩使轉子高於同步轉速運轉 (C)改變感應機極數 (D)加 裝阻尼繞組(amortisseur winding)。
26. 若將馬達轉子連接到減速機做減速，則可以提供何種機械輸出？ (A)高速高力矩 (B)低速高力矩 (C)高速低力矩 (D)低速低力 矩。
27. 一直流馬達(電樞電阻 Ra 為 0.51Ω，電感 L 為 0.78mH)與一二極體及一 110V，60Hz AC 電壓源相接。馬達轉速為 970rpm，馬達之 反電動勢常數為 0.08V/rpm，試計算其平均轉矩？ (A)11 (B)21 (C)31 (D)41 N-m。
28. 一般馬達的規格主要內容，以下何者為非？ (A)機構強度 (B)輸出功率 (C)額定轉矩 (D)額定轉速。
29. 鐵心的截面積為 100cm2，磁通密度為 0.5T，則磁通量為多少韋伯(Wb)? (A)50x10−2 (B)5x10−2 (C)5x10−3 (D)2x10−3。
30. 設有一根長 100 公分之導體，帶有 20 安培之電流，置於磁通密度為 5000 高斯之均勻磁場中，若導體位置與磁場方向垂直，求導 體受力若干？ (A)0.1 (B)1 (C)10 (D)100 牛頓。

31. 如圖一伺服馬達轉矩與轉速的特性曲線圖，請問這馬達在額定轉速可連續運轉輸出的扭矩為何？ (A)TCR (B)TCS (C)TPR (D)TPS。5bf2568346671.jpg

32. 如圖為直流電動機的驅動系統，此電動機的驅動器為 (A)單相半控整流器 (B)單相全控整流器 (C)截波器 (D)轉頻器。5bf2568e0627f.jpg

33. 若圖為分激式直流馬達操作曲線圖，則下列敘述何者正確？ (A)區域(I)為定功率(constant power)操作區 (B)區域(I)為轉速 (constant speed)操作區 (C)區域(II)為定轉矩(constant torque)操作區 (D)區域(II)為弱磁(field weakening)操作區。5bf256a2d6ad5.jpg

34. 圖為直流馬達驅動電路，其中 Vs為供應馬達電壓源、V為馬達電樞電壓(terminal/armature voltage)。透過 S1之脈波寬度調變 控制方式，則可以獲得 (A)控制電樞電壓 的頻率大小 (B)控制電樞電流的平均值 (C)控制電樞電流的頻率大小 (D)脈波寬度 調變與電樞電壓及電流的控制無關。5bf256c210081.jpg

35. 如圖中 ta=0.1 秒，a=10m/s2，請問 Vm為多少 m/s？ (A)0.05 (B)0.5 (C)5 (D)50。 5bf257c0c831e.jpg

申論題 (15)

二、 填充題：<<以下為填充題，請用原子筆在答案紙作答，勿直接填入試卷的空格內>>(共 15 題，每題 2 分)
1. 鼠籠式轉子導體二端裝置有 ___________ 電流環，藉以產生轉子電流。
2. 永磁式同步馬達(PMSM)其轉子的結構大概可以分為下列三種： __________、嵌入型(inset-magnet rotor)，埋入型 (interior-magnet rotor)。
3. 二相式感應電動機，二繞組的電流相位相差 ___________。
4. 同步電動機，在脫出轉矩範圍內增加負載時，其轉速將有何變化？___________。
5. 考慮一個使用 AC 旋轉馬達搭配螺桿帶動質量 m kg 的線性運動系統，螺桿導程 L m/rev，不考慮摩擦力與螺桿螺帽本身慣量。請 寫出該線性移動質量 m 從馬達驅動側驅動的等效轉動慣量 J kg-m2的公式： _________________。
6. 一線性直流電機，已知其內阻為 0.1Ω，磁通密度為 0.2T，若外加一直流電壓為 200V，則線性直流電機的啟動電流為 ________________ A。
7. 步進電動機的激磁方式可分為：(1)一相激磁，(2)二相激磁，(3) _______________。
8. 三相感應電動機依照轉子構造，可以區分為 ____________ 轉子與 ____________ 轉子。
9. 單相雙電容感應電動機會在轉軸上裝置 ________________ 開關，用以切換電容值。
10. 步進馬達之步進角θ與相數 m 及轉子凸極數 N 之關係為θ= __________。
11. 電磁感應所生電磁感應的方向，為反抗原磁交鏈的變化，稱為 ________________ 定律。
12. ㄧ台 5hp，60HZ，220V，1755rpm 三相馬達效率為 0.83，其定子輸入電流為 ___________ 安培，設此馬達功率因數為 0.82。
13. 某一 PWM 型直流-直流轉換器的工作頻率為 400Hz、300V，若調整 PWM 轉換器的責任比(duty ratio)為 0.3，則 PWM 轉換器的輸出 直流電壓為 __________。
14. 220V，60Hz，2Hp，4 極的三相感應馬達，若在額定運轉時，其滑差率為 0.05，則轉軸的轉速為 ___________ rpm(r/min)。
15. 一繞組通過一交變磁場時會產生電流，稱為 _____________ 定律。