電工機械 第一篇 概論 第一章 電工機械分類 第二章 基礎電磁理論

電工機械的分類 依功能分類： 電動機 發電機

依功能分類(續)： 變壓器

依電源性質分類： 直 流 (DC) 交 流 (AC)

依運用時狀態分類： 旋轉電機 靜止電機

依轉子功能分類： 旋轉電樞式 旋轉磁場式 感應式

基礎電磁理論 安培右手定則： 右手握住導線，大拇指表示導線上之電流方向，彎曲四指表示導線四周之磁場方向。

螺旋定則： 右手握住線圈，彎曲四指表示電流方向，拇指表示磁場方向。

佛來銘左手定則： 左手大拇指、食指與中指互相垂直，將載有中指方向電流的導體置於具有食指方向的磁場中，則導體有受拇指方向的作用力。

磁通(動)勢F、磁通 、磁阻R三者的關係為： 磁的歐姆定律： 磁通(動)勢F、磁通 、磁阻R三者的關係為：

電磁感應 法拉第電磁感應定律： 一個線圈感應電勢的大小，與線圈匝數及穿過線圈的磁通變化乘積成正比：

楞定律： 感應電勢的方向為反抗原磁通的增減：

佛來銘右手定則： 右手的大拇指、食指及中指互相垂直，將作拇指方向運動的導體置於食指方向的磁場中，會產生中指方向的應電勢。

電工機械 第二篇 直流電機 第三章 直流電機 第四章 直流電機的構造 第五章 直流電機的一般性質 第六章 直流發電機的特性及運用 第二篇 直流電機 第三章 直流電機 第四章 直流電機的構造 第五章 直流電機的一般性質 第六章 直流發電機的特性及運用 第七章 直流電動機的特性與運用 第八章 直流電機的損失與效率

直流發電機的原理 單匝線圈在磁場中旋轉一圈的應電勢波形(圖一)：

單匝線圈在磁場中旋轉一圈的應電勢波形(圖二)：

直流發電機電極的應電勢Ea： Ea的大小與每一磁極的磁通量 及電樞轉速n乘積成正比：

直流電動機的原理 載流線圈在磁場中所受的轉矩(a)： 轉矩：驅使一物體作圓周運動所須的扭力

載流線圈在磁場中所受的轉矩(b)：

載流線圈在磁場中所受的轉矩(c)：

直流電動機的換向： 當線圈因旋轉而經過磁中性面時，利用電刷及換向片改變該線圈的電流方向，經過電流換向後的線圈邊在磁場中得以產生同方向的轉矩，使它能繼續旋轉。

實用的電動機其電樞上繞有多組線圈，用以增加轉矩，減少單一線圈的脈動現象。 直流電動機的總轉矩： 實用的電動機其電樞上繞有多組線圈，用以增加轉矩，減少單一線圈的脈動現象。 電磁轉矩： 轉出轉矩：

直流電機的構造 小型直流電機剖面圖：

直流電機斷面構造圖：

磁路：磁通在電機內通過的路徑 二極電機的磁路

電機角 電樞旋轉一圈，應電勢為兩個正弦波 四極電機一圈的電機角為720度

直流電機各機件的功能 機殼： 兩大功能: (1)支撐與保護電機內部 所有機件 (2)當作磁路的一部份 磁極： 主磁極為產生磁通

磁場繞阻：

電樞鐵心： (1)電樞鐵心形式：

電樞鐵心： (2)設有通風道的電樞：

轉軸與軸承：

各種軸承構造圖：

電樞繞阻 環形繞阻： 鼓形繞阻： 電樞繞組 電樞鐵心 轉向器

搭疊繞阻 定義：每個電樞繞阻如同疊羅漢依次疊放 分類： 前進繞(往右) 後退繞(往左)

波形繞阻 定義：電樞繞阻如同波浪般一個串接一個 分類： 前進式波繞 後退式波繞

直流電機的分類

他激式直流電機：

分激式直流電機：

串激式直流電機：

複激式直流電機：

直流發電機的電路 他激式直流發電機電路：

分激式直流發電機電路：

串激式直流發電機電路：

長並複激式直流發電機電路：

短並複激式直流發電機電路：

直流電動機的電路 他激式直流電動機電路：

分激式直流電動機電路：

串激式直流電動機電路：

長並複激式直流電動機電路：

短並複激式直流電動機電路：

直流電機的電樞反應 定義： 電樞磁通對主磁極磁通的大小及分布，造成抵消或干擾等影響，稱為『電樞反應』。 電樞反應種類及發生原因： 電刷位於機械中性面不移位時 電刷順轉向移位時

電樞反應的影響

減免電樞反應不良影響的方法： 1.改良主磁極 2.設置補償繞線 3.設置中間極

直流電機的換向

改善換向方法： 1.裝置補償繞阻 3.延長換向期間 2.裝置中間極 4.減少每個電樞 繞阻的電感量

直流發電機的特性曲線 無載(磁化or磁飽和)特性曲線：

直流發電機的特性曲線 外部(負載)特性曲線：

直流發電機的特性曲線 電樞(磁場調整)特性曲線：

直流發電機的特性曲線 場電阻線：

直流發電機的特性 他激式直流發電機的特性： (2)無載特性曲線：

分激式直流發電機的特性： (2)自激電壓建立過程：

串激式直流發電機的特性： (2)外部特性曲線：

複激式直流發電機的特性： (2)外部特性曲線：

電壓調整率 定義： 發電機可以調整磁場變阻器或並聯的分流器來穩定其輸出電壓，這過程稱為電壓調整，其可調整的比率稱為『電壓調整率』：

直流發電機的並聯運用

直流電動機特性 直流電動機的反電勢

直流電動機的速率調整率SR%： 電動機的速率隨其所驅動負載大小變動的 程度，一般稱為『速率調整率』：

直流電動機的電樞輸出功率 ： 直流電動機電樞產生的機械功率：

直流電動機的轉矩：

直流電動機啟動法

直流電動機轉速控制法 電樞電壓控制法：

磁場控制法：

電樞電阻控制法：

直流電動機轉向控制法與制動 轉向控制法： (1)閘刀開關轉向控制電路： (2)二銅片式鼓型開關： (3)三銅片式鼓型開關：

制動控制

直流電機的損失與效率 直流電機的能量轉換： (1)直流發電機：動能(機械能)電能

直流電機的能量轉換(續)： (2)直流電動機：電能機械能(動能)

直流電機的損失

直流電機的效率 定義： 直流電機的效率有實測效率與公定效率之分，以實際測量所得的電機輸出及輸入功率來計算，通常以百分比表示：

電工機械 第三篇 變壓器 第九章 變壓器原理 第十章 變壓器的構造與特性 第十一章 變壓器的連接 第十二章 變壓器的試驗及維護 第三篇 變壓器 第九章 變壓器原理 第十章 變壓器的構造與特性 第十一章 變壓器的連接 第十二章 變壓器的試驗及維護 第十三章 自耦變壓器

變壓器的原理 變壓器的基本構造：

變壓器應電勢：

變壓器匝數比、變流比： (1)匝數比： (2)變流比：

無載變壓器 變壓器無載時相量圖：

有載變壓器 變壓器有載時相量圖：

變壓器的等效電路 變壓器等效電路：

變壓器的標么值 定義： 電路中各元件的實際電壓、容量、電流及阻抗，與選定之基值的比值：

變壓器的構造與特性

變壓器的開路試驗：

變壓器的短路試驗：

變壓器的電壓變動 電壓調整率： 二次側電壓在無載時與滿載時的電壓變動量與滿載電壓的比值，以百分率表示：

變壓器的損失

變壓器的效率 任意負載率 的效率： 最大效率： 全日效率：

變壓器的極性 變壓器依極性分類： (1)減極性變壓器：

變壓器依極性分類(續)： (2)加極性變壓器：

變壓器極性試驗法 直流法：

交流法：

比較法：

變壓器的三相連接 Y型接線：

△ 型接線：

各種三相連接 Y-Y連接： (1)連接實體圖：

△-△ 連接： (1)接線實體圖：

Y-△ 連接： (1)接線實體圖：

△-Y連接： (1)接線實體圖：

V-V(開△-△)連接： (1)接線實體圖：

U-V(開Y-△)連接： (1)接線實體圖：

T-T(史考特Scott)連接： (1)接線圖：

T型接線： (1)接線圖：

變壓器的並聯運用 單相變壓器並聯運用： (1)接線圖：

變壓器的試驗及維護 變壓器繞阻電阻的測量： (1)交流壓降法測繞阻電阻：

變壓器繞阻電阻的測量(續)： (2)直流壓降法測三相變壓器繞阻：

變壓器絕緣電阻的測量 高阻計測繞阻間絕緣電阻：

變壓器的溫升試驗 負載回援法：

變壓器的耐壓試驗 定義： 測試絕緣材料的耐壓性能。 方法： 額定電壓為7000V以上者，加1.25倍額定電壓；額定電壓在7000V以下者，加2倍額定電壓。試驗時間為10分鐘。

變壓器的衝擊電壓試驗 衝擊電壓試驗的標準波形：

變壓器的保養與維護

自耦變壓器 自耦變壓器： (1)升壓式： (2)降壓式： (3)普通雙繞阻變壓器：

自耦變壓器優點： 自耦變壓器缺點： (1)以較少的固有容量，得到很大的輸出容量。 (2)節省材料，體積小，成本低。 (3)減少漏磁電抗，降低電壓變動率。 (4)效率提高。 自耦變壓器缺點： (1)因高、低壓共用同一繞阻，致使絕緣處理困難。 (2)因絕緣處理困難，導致理想變壓比為 1.05：1~1.25：1間，不宜太大。

感應式電壓調整器 單相感應電壓調整器構造圖：

單相感應電壓調整器接線圖： 三相感應電壓調整 器接線圖：