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102年
電工機械
第 47 題
與大電力系統並聯運轉之交流同步發電機，調變其激磁電流主要目的為何？
- A 調變發電機轉速
- B 調變有效功率
- C 維持發電機定速
- D 調變無效功率
思路引導 VIP
當一台發電機已經連接到一個規模巨大的電網（無窮大母線）時，發電機的「電壓」與「頻率」會受到什麼樣的限制？在這種物理約束下，若我們單獨增強發電機內部的磁場強度，你認為這股多出來的能量會以什麼形式表現出來？
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同步發電機的功率控制機制
恭喜你精準地選出了正確答案！這代表你對同步機與「無窮大電力系統」並聯時的特性掌握得非常紮實。在這種情境下，發電機的端電壓 $V$ 與頻率 $f$ 會被電網鎖定，因此單靠調整激磁電流是無法改變轉速或頻率的。這類題目是考驗學生是否能釐清原動機控制（有效功率 $P$）與激磁控制（無效功率 $Q$）之間的明確界線。 當我們調變激磁電流 $I_f$ 時，實際上是改變了內部的感應電動勢 $E$。在端電壓固定不變的約束下，電動勢的改變會直接影響發電機與電網之間的相角與電流分量，進而調整輸出的無效功率。這題的鑑別點在於排除選項中的「轉速」與「有效功率」，因為前者受頻率鉗制，後者則取決於原動機（如水輪機或氣渦輪機）輸入的機械扭矩。