民國115年 高考三級 航空器維修 航空器電氣系統
第3題
某飛機交流同步發電機（AC Synchronous Generator）為4 極（4 Poles） 設計，正常工作時輸出頻率為400 Hz： 若發電機輸出頻率為…
題目
某飛機交流同步發電機（AC Synchronous Generator）為4 極（4 Poles） 設計，正常工作時輸出頻率為400 Hz： 若發電機輸出頻率為400 Hz，求發電機轉速為多少rpm？（10 分） 若發電機轉速下降至10,000 rpm，求其輸出頻率為多少Hz？（5 分） 為何飛機交流電系統多採用400Hz 而非一般家用電力的50Hz 或60Hz？ （5 分） IT I1 I2 I3 V3 V2 V1 R1 R2 R3 VT
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、轉速計算：交流同步發電機之頻率與轉速關係為 f = (P × n)/120，式中 P 為極數、n 為每分鐘轉速（rpm）。以 P = 4、f = 400 Hz 代入，n = 120f/P = (120 × 400)/4 = 12,000 rpm。
- 二、降速後頻率：轉速降為 10,000 rpm 時，f = (P × n)/120 = (4 × 10,000)/120 = 333.3 Hz。頻率與轉速成正比，故引擎轉速變動將直接影響輸出頻率，此即需以恆速傳動裝置（CSD）或整合驅動發電機（IDG）維持轉速穩定之原因。
- 三、400 Hz 之理由（重量與體積）：變壓器與電感之電抗與頻率成正比，同一功率下頻率提高可使鐵芯截面積與繞組匝數大幅減少；濾波電容亦可縮小。對航空器而言，減重即等於增加酬載與燃油效率，故採用高頻。
- 四、400 Hz 之理由（效率與標準）：較高頻率可提高電動機與變壓器之功率密度，惟頻率過高會使磁滯、渦流損及集膚效應增加。400 Hz 係重量、體積與損耗之折衷，並已成為國際航空標準（如 MIL-STD-704、ISO 6858 地面電源），利於機種通用與地面支援。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。