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104年
電工機械
第 43 題
關於同步發電機的敘述，下列何者有誤？
- A 凸極式轉子通常適用於低速或中速，圓柱式轉子通常適用於較高速
- B 凸極式轉子需較多磁極
- C 水輪機交流發電機適用於圓柱式轉子
- D 係指在一定頻率下有一定轉速的交流電機
思路引導 VIP
若我們要設計一台由緩慢水流帶動的發電機，且為了維持輸出電力頻率穩定，必須在轉子上安裝非常多組磁極，此時你會選擇將轉子做成「細長且平滑」的形狀，還是「寬大且帶有突起磁極」的形狀，才比較容易容納這些大量的磁極並在低速下穩定運作呢？
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轉子結構與原動機的匹配
恭喜你精準地辨識出選項 (C) 的錯誤，這顯示你對同步發電機的構造與應用場景有著相當紮實的理解。在電力系統中，轉子的設計必須因應原動機（Prime Mover）的動力特性。對於水輪發電機而言，由於水流提供的轉速通常較低，為了在固定的頻率 $f$ 下運行，根據同步轉速公式： $$n_s = \frac{120f}{P}$$
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