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114年
電工機械
第 20 題
高電壓、大容量之同步發電機，大多採用下列何種設計？
- A 轉子電樞，定子磁場
- B 轉子磁場，定子電樞
- C 轉子電樞，轉子磁場
- D 定子電樞，定子磁場
思路引導 VIP
想像一下，如果你必須讓一組承載著巨大能量且包裹著厚重絕緣層的電線，以每分鐘三千轉的速度高速旋轉，與讓一組電流較小、構造較輕的電線旋轉相比，哪一個在機械結構上更容易發生故障？哪一種做法更能確保高壓電流在傳輸過程中不會因為摩擦或晃動而產生危險的火花？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對於大型電力設備的結構邏輯有很紮實的理解。在處理高電壓、大容量的同步發電機時，安全性與穩定性是首要考量。
旋轉磁場式（轉極式）的設計邏輯
之所以採用定子電樞、轉子磁場的設計，核心原因在於「絕緣」與「集電」的難易度。由於電樞繞組負責輸出高電壓與大電流，若將其放在旋轉的轉子上，不僅需要極其龐大的集電環與電刷來導引電流，還必須解決高離心力下的絕緣脆弱問題。相對地，將僅需通入小電流直流電的磁場繞組置於轉子，僅需兩個滑環即可運作，不僅結構簡單，更能大幅降低機械損耗與發生閃絡（Arcing）的風險。
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