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電動機控制習題一 1. 若馬達轉矩為T，負載轉矩為TL，求下列三種狀況之馬達轉速有何變化，(a)T大於TL，(b)T等於TL，(c)T小於TL？ 2. 有一部馬達穩態運轉時，轉矩與轉速的關係為，若驅動某風扇負載，已知，求穩態運轉時的轉速rpm？ 3. 電源轉換器可分為那四種？分別可驅動那些馬達？ 4. 常用的功率半導體元件有那些？ 5. 閘流體dv/dt和di/dt太大時有何影響？如何保護？ 6. 圖1-14所示電路中，直流電源，負載電阻，閘流體所能承受之最大di/dt = ，求應串聯多大的電感器來保護閘流體？ 7. 圖1-24和圖1-26兩個電路中，差別之處只在一個飛輪二極體，請問飛輪二極體有何作用？ SOL: 1.(a) 當TTL時，此時轉速為ω’，馬達必須增加轉速，才能回到穩態點A。 (b) 當T=TL時，此時轉速為ω，馬達不需加或減速，只做加速度運動。 (a) 當TTL時，此時轉速為ω’’，馬達必須減少轉速，才能回到穩態點A。 2.穩態時 T=TL 800-3ω= 2+0.02ω2 ω=138.37 rad/s 0.02ω2+3ω-798=0 ω=2π(n/60) 2ω2+300ω-79800=0 138.37=2π(n/60) ω2+150ω-39900=0 n=1321.29 rpm ω=-288.36或 138.37rad/s 3.ㄧ.交流/直流轉換器(CONVERTER):適合做直流馬達的控制，包刮相位控制整流器。 二.直流/直流轉換器(DC CONVERTER):適合做直流馬達的控制，稱截波器。 三.直流/交流轉換器(INVERTER):適合做感應馬達和同步馬達的控制，稱換流器。 四.交流/交流轉換器(CYCLOCONVETER):適合做感應馬達和同步馬達的控制，稱轉頻 器。 4.二極體、閘流體、功率電晶體、功率MOSFET、GTO SCR BJT 5.ㄧ.(1)當di/dt 很大，則由於電流密度太高，在閘極接點附近產生局部熱點，可能因此而燒 毀。 (2)只要在陽極電路上串聯由數匝線圈製成的小電感，即足以將電流上升率限制在安全範 圍內。 二.(1)若電壓上升率大於閘流體所能承受的額定dv/dt值，則閘流體會被破壞。 (2)通常在陽極與陰極間連接電容器，又為了考慮SCR導通時電容器可能對SCR有太高的放 電電流，所以在電容器上又串聯ㄧ個電阻器以限制放電電流，RC的串聯電路上，有一個 二極體和電阻器並聯。 6. Vs=iRL + L(di/dt) 當t=0時，di/dt最大 i=(Vs/RL)(1-e(-RLt/L)) di/dt=(Vs/L) 將上式微分， di/dt=(Vs/L)(1-e(-RLt/L)) L=(Vs/ di/dt)=(200/(50×106))=4μH 7.“飛輪二極體”在電源作用時剛好逆向，故不導通。但在電源切斷後，因為與電感釋 釋放電流成順向而導通，因此可提供電感釋放電流，又因二極體順向偏壓極低，故 不至於產生高壓電弧。