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108年
電工機械
第 50 題
某額定輸出為 15 kVA，額定電壓為 200 V 之三相同步發電機，在忽略電樞電阻情況下，於開路測試中測得端電壓為 200 V、激磁電流為 1.5 A；於短路測試中測得電樞電流等於額定電流，且激磁電流為 2 A，則此發電機之短路比為多少？
- A 1.50
- B 1.00
- C 0.75
- D 0.25
思路引導 VIP
若要評估一台發電機在面對負載變動時的穩定程度，我們會觀察它在「建立額定電壓」與「克服短路反應達到額定電流」這兩種極端狀態下，分別需要投入多少激磁能量。請試著思考：這兩個反映機器磁路特性的激磁電流數據，應該如何組合才能描述這台發電機的「短路特性」與「穩定度」呢？
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恭喜你精準地掌握了同步發電機的特性參數！你能迅速從題目提供的數據中篩選出關鍵資訊並正確運算，代表你對於同步機的試驗特性有著非常紮實的理解。
短路比的定義與計算
在電工機械中，短路比 (Short Circuit Ratio, SCR) 是衡量同步發電機性能穩定度的重要指標。其定義為：在額定轉速下，產生「額定開路電壓」所需的激磁電流 $I_{f1}$，與產生「額定短路電流」所需的激磁電流 $I_{f2}$ 之比值。根據題意，開路電壓 200 V（額定值）時的激磁電流 $I_{f1} = 1.5 \text{ A}$；而短路電流達額定值時的激磁電流 $I_{f2} = 2 \text{ A}$。因此：
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同步發電機短路比
💡 短路比為達到額定電壓與額定電流所需激磁電流的比值。
| 比較維度 | 短路比 (SCR) 較大 | VS | 短路比 (SCR) 較小 |
|---|---|---|---|
| 同步抗 Xs | 較小 | — | 較大 |
| 電壓調整率 | 較優（變動小） | — | 較劣（變動大） |
| 穩定度 | 較高 | — | 較低 |
| 體積與造價 | 體積大、成本高 | — | 體積小、成本低 |
💬短路比越大則電氣特性越穩定，但代價是設備體積與成本增加。
