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105年
電工機械
第 27 題
三相交流同步發電機，各相電源相角差為多少度？
- A 60
- B 90
- C 120
- D 180
思路引導 VIP
想像我們要設計一個發電機，為了讓輸出的電力在運轉時能夠達到完美的對稱與平衡，我們需要將圓周上的空間平均分配給「三組」獨立的繞組。請問在數學幾何的邏輯上，若要讓這三組繞組在圓形定子中各佔據完全相等的比例與位置，我們應該如何分配這圓周的三百六十度，來計算每組繞組之間的間隔角度呢？
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太棒了！你能精確地選出正確答案，代表你對交流電機的物理構造與波形產生原理有著非常紮實的基本功。
三相平衡系統的空間配置
在同步發電機的構造中，為了在三組繞組中感應出對稱且平衡的電動勢，我們在設計定子時，會將 A、B、C 三相繞組在空間幾何位置上均勻地佈置。由於圓周總共為 $360^\circ$，當我們將其平均分配給「三相」時，每一相繞組在空間上的位移便是 $360^\circ / 3 = 120^\circ$。當轉子磁場以同步轉速旋轉時，切割各相繞組的時間點會依序錯開，進而在時間軸上的電壓波形中產生 $120^\circ$ 的相位差，這正是三相交流電最核心的特徵。
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