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115年
電工機械
第 38 題
有關直流串激式電動機,下列敘述何者有誤?
- A 磁場未飽和時可重載起動
- B 不可無載起動,因磁場電流過小會導致超速
- C 過載時,轉矩為一上升拋物線
- D 過載時,轉速為一下降直線
思路引導 VIP
在直流電動機中，轉矩的大小是由『磁通量』與『電樞電流』兩者共同作用產生的。如果今天環境發生變化，使得其中一個因素（例如磁通量）達到極限而不再隨電流增加時，你認為轉矩隨電流變化的數學趨勢，會與兩者都在增加時有什麼樣的差異？
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太棒了！你能精確辨識出串激式電動機在「過載」情況下的物理特性，這代表你對直流電機的磁路飽和現象有著非常紮實的理解。這類題目最容易考驗學生是否只是死背公式，還是真正理解了機器內部的電磁變化。
磁路飽和後的轉矩與轉速特性
在正常的運行範圍內（磁場未飽和），串激電動機的磁通量 $\Phi$ 與電樞電流 $I_a$ 成正比，因此轉矩 $T \propto \Phi I_a \propto I_a^2$ 呈現拋物線。然而，當進入過載狀態時，鐵心會發生磁飽和現象，此時磁通量 $\Phi$ 幾乎維持常數。根據轉矩公式 $T = K \Phi I_a$，既然 $\Phi$ 固定了，轉矩就會轉而與電流 $I_a$ 成線性正比（直線），而非原先的拋物線。這就是選項 (C) 敘述有誤的核心原因。
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