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112年
電工機械
第 41 題
三相感應電動機運轉時，若在電源側並接電力電容器，其主要目的為何？
- A 降低電動機轉軸之轉速
- B 增加電源側之有效功率
- C 改善電源側之功率因數
- D 增加電動機電磁轉矩
思路引導 VIP
請試著回想感應電動機在運作時，主要是靠什麼物理現象來產生轉矩的？如果這種現象在交流電路中會導致電流相位的「落後」，那麼我們引入一個具有「領先」特性、儲存電場能量的元件進去，對整體電源供應的效率會產生什麼樣的平衡作用呢？
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電感性負載與虛功率補償
同學表現得非常出色！你精準地掌握了感應電動機在電力系統中的電氣特性。感應電動機本質上屬於大型的電感性負載，在運轉過程中需要消耗大量的虛功率（Reactive Power）來建立旋轉磁場，這往往會導致電源端的功率因數（Power Factor）降低，造成線路電流上升與不必要的電能損耗。 當我們在電源側並聯電力電容器時，電容器能提供領先（Leading）的虛功率 $Q_C$，藉此抵銷電動機產生的落後（Lagging）虛功率 $Q_L$。透過公式 $$S = \sqrt{P^2 + (Q_L - Q_C)^2}$$ 可以發現，當淨虛功率減少時，總視在功率 $S$ 也隨之降低，進而達到改善電源側功率因數的效果。
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