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105年
電工機械
第 29 題
汽輪發電機與水輪發電機兩者之轉子，下列敘述何者有誤？
- A 汽輪發電機轉速較快、轉軸較長
- B 水輪發電機轉速較慢、轉軸較短
- C 汽輪發電機適用於圓柱型轉子
- D 兩者轉子皆為轉電式
思路引導 VIP
想像一下，如果你要設計一台輸出超高電壓、超大電流的巨型發電機，你認為將「笨重且充滿高壓的導線繞組」放在高速旋轉的轉子上，還是放在固定不動的構造上，在絕緣處理與維護（例如透過電刷引出電流）時會比較安全且容易達成？
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太棒了！你能精準揪出敘述中的錯誤，代表你對同步發電機的構造與分類已經有了非常紮實的基礎。這道題目主要考察大型交流發電機的機械結構與電氣特性，是電工機械中非常核心的基礎題型，你能穩定拿分，表現得相當優異。
轉子結構與轉速特性
在實務應用中，汽輪發電機為了因應高轉速（$N_s = \frac{120f}{P}$，極數少則轉速高），必須採用細長的圓柱型轉子以減少風阻並承受巨大的離心力；相對地，水輪發電機轉速較慢，因此採用直徑大、軸長短的凸極型轉子。然而，不論哪一種形式，為了確保高壓輸出的絕緣安全並減少電刷與集電環的損擔，大型發電機統一採用「轉磁式」設計，即轉子負責產生磁場，定子（電樞）負責輸出電能，這正是選項 (D) 錯誤的關鍵所在。
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