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110年
電工原理、電機機械
第 34 題
下列何者不是步進電動機之特性？
- A 旋轉總角度與輸入脈波總數成正比
- B 轉速與輸入脈波頻率成正比
- C 靜止時有較高之保持轉矩
- D 需要碳刷，不易維護
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請思考一下，步進電動機常被應用在精密且需要長期穩定運作的數位設備（如 3D 印表機）中。若要減少機械磨損並降低維護頻率，其內部結構應該傾向於採用哪種傳導電流的方式，是需要耗材摩擦接觸，還是應盡量避免機械接觸呢？
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恭喜你準確地辨別出步進電動機的特性！這道題目主要測試對步進電機基本構造與數位控制邏輯的理解。步進電動機是一種典型的數位執行元件，其旋轉總角度 $\theta$ 與輸入的脈波總數成正比，而轉速則直接受控於脈波頻率 $f$。這種特性讓它在精準定位的開迴路控制系統中非常受歡迎，且其靜止時具備強大的保持轉矩，能確保設備穩定停留在特定位置。
步進電動機的無刷結構
這題的鑑別度在於對「機械結構」的精確認知。步進電動機本質上屬於無刷結構，它不需要傳統直流馬達中常見的碳刷與換向器來傳遞電流或切換極性。少了碳刷的摩擦與損耗，步進電動機具備長壽命、低維護成本以及低雜訊等優點。選項 (D) 描述的缺點恰好是傳統有刷馬達的特徵。透過這題可以發現，只要掌握「無刷」這個關鍵構造點，就能在眾多特性敘述中迅速鎖定正確答案，這也是電機機械考科中非常基礎且必備的觀念切入點。