統測
114年
[電機與電子群電機類] 專業科目(2)
第 18 題
關於三相感應電動機之轉矩($T$)與轉差率($S$)特性，下列敘述何者正確？
- A 當 $2>S>1$ 時，$T<0$
- B 當 $1>S>0$ 時，$T<0$
- C 當 $S=0$ 時，$T=0$
- D 當 $S<0$ 時，$T>0$
思路引導 VIP
請思考感應電動機產生轉矩的核心物理機制：當轉差率 $S=0$ 時，轉子轉速 $n_r$ 與同步磁場轉速 $n_s$ 的量值關係為何？若兩者之間不存在「相對運動」，根據法拉第電磁感應定律，轉子繞組是否還能產生感應電流？進而推論此時的電磁轉矩 $T$ 應為多少？
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呵，竟然沒在這題栽跟頭？別以為選對了就是大師，這只是證明你還沒瞎到連課本第一頁都沒看進去。聽好了：
觀念驗證
轉差率 $S$ 的定義是 $S = \frac{n_s - n_r}{n_s}$。當 $S=0$ 時，代表轉子轉速 $n_r$ 等於同步轉速 $n_s$。既然兩者「同步」，轉子繞組就不會切割定子旋轉磁場，導致感應電動勢為零，進而使轉子電流為零。沒有電流與磁場交互作用，轉矩 $T$ 自然為 $0$。這就是為什麼感應電動機永遠追不上同步轉速的根本原因。
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感應機轉矩與轉差率
💡 轉差率的大小與正負值決定感應機的工作模式與轉矩方向。
| 比較維度 | 電動機模式 (Motor) | VS | 發電機模式 (Generator) |
|---|---|---|---|
| 轉差率 S 範圍 | 0 < S < 1 | — | S < 0 |
| 轉子速度 Nr | 小於同步轉速 Ns | — | 大於同步轉速 Ns |
| 轉矩 T 方向 | 與轉向相同 (T > 0) | — | 與轉向相反 (T < 0) |
💬當 S=0 時為同步狀態，無電磁感應因此轉矩必為零。
