2025年维修电工(高级)技能考试题库附答案

2025年维修电工(高级)技能考试题库附答案一、选择题1.直流电动机调速方法中，能实现无级调速且能量损耗小的是（）。A.改变电枢回路电阻调速B.改变励磁磁通调速C.改变电枢电压调速D.都可以答案：C。改变电枢电压调速可以实现无级调速，并且在调速过程中能量损耗相对较小。改变电枢回路电阻调速有能量损耗在电阻上，且是有级调速；改变励磁磁通调速一般调速范围有限。2.三相异步电动机采用Y-Δ降压启动时，启动电流是全压启动电流的（）。A.1/3B.1/√3C.√3倍D.3倍答案：A。三相异步电动机Y-Δ降压启动时，由于Y接时每相绕组电压是Δ接时的1/√3，根据I=U/Z，启动电流是全压启动电流（Δ接时）的1/3。3.可编程控制器（PLC）中，（）是其核心部分。A.输入输出接口B.中央处理器（CPU）C.存储器D.编程器答案：B。中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，它负责执行用户程序、进行逻辑运算和数据处理等操作。输入输出接口用于与外部设备进行信号的输入和输出；存储器用于存储程序和数据；编程器用于编写和修改PLC程序。4.晶闸管触发电路所产生的触发脉冲信号必须要（）。A.有一定的电位B.有一定的电抗C.有一定的频率D.有一定的功率答案：D。晶闸管触发电路所产生的触发脉冲信号必须有一定的功率，才能使晶闸管可靠导通。电位、电抗和频率虽然在一定程度上也有要求，但功率是关键因素，以提供足够的能量使晶闸管从阻断状态变为导通状态。5.在自动控制系统中，若想稳定某个物理量，就该引入该物理量的（）。A.正反馈B.负反馈C.微分负反馈D.积分负反馈答案：B。负反馈的作用是使系统的输出与给定值的偏差减小，从而稳定系统的输出，即稳定某个物理量。正反馈会使偏差越来越大，不利于系统稳定；微分负反馈和积分负反馈是在负反馈基础上的改进，用于改善系统的动态性能，但基本的稳定作用还是由负反馈实现。二、判断题1.直流电动机的机械特性是指电动机的转速与转矩之间的关系。（）答案：正确。直流电动机的机械特性表达式为\(n=U/K_{e}\varPhi-R_{a}T/K_{e}K_{T}\varPhi^{2}\)，清晰地反映了转速\(n\)与转矩\(T\)之间的关系。2.三相异步电动机的调速方法只有变极调速、变频调速和改变转差率调速三种。（）答案：正确。这三种是三相异步电动机常见的调速方法。变极调速通过改变定子绕组的接线方式改变磁极对数；变频调速通过改变电源频率来调速；改变转差率调速可以通过改变定子电压、转子回路电阻等方式实现。3.PLC的编程语言只有梯形图一种。（）答案：错误。PLC的编程语言有多种，除了梯形图（LD）外，还有指令表（STL）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）和结构化文本（ST）等。4.晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。（）答案：正确。当晶闸管导通后，只要阳极电流大于维持电流，即使去掉门极信号，晶闸管仍然保持导通状态，即门极失去控制作用。5.在自动控制系统中，系统的超调量越小越好。（）答案：错误。一般情况下，希望系统的超调量小，以保证系统的稳定性和准确性。但在某些快速响应的系统中，适当的超调量可以使系统更快地达到给定值，提高系统的响应速度，所以不能一概而论地说超调量越小越好。三、简答题1.简述直流电动机的调速原理及常用的调速方法。答：直流电动机的调速原理基于其转速公式\(n=\frac{U-I_{a}R_{a}}{K_{e}\varPhi}\)，其中\(n\)为转速，\(U\)为电枢电压，\(I_{a}\)为电枢电流，\(R_{a}\)为电枢回路电阻，\(K_{e}\)为电动势常数，\(\varPhi\)为励磁磁通。常用的调速方法有：-改变电枢回路电阻调速：在电枢回路中串入可调电阻，改变电阻值大小，从而改变电枢电流和转速。这种方法简单，但调速范围有限，且能耗大，是有级调速。-改变励磁磁通调速：通过改变励磁回路中的电阻来改变励磁电流，从而改变励磁磁通。由于\(n\)与\(\varPhi\)成反比，减小磁通可使转速升高。这种方法调速范围较窄，一般用于弱磁升速。-改变电枢电压调速：通过调节电枢电压来改变转速。可以采用直流发电机-直流电动机系统、晶闸管整流装置供电的直流电动机系统等。这种方法能实现无级调速，调速范围宽，能量损耗小。2.简述三相异步电动机Y-Δ降压启动的原理及适用场合。答：原理：三相异步电动机正常运行时定子绕组接成Δ形，启动时接成Y形。在Y接时，每相绕组承受的电压是电源线电压的\(1/\sqrt{3}\)，根据\(I=U/Z\)，启动电流会减小。当电动机转速接近额定转速时，再将定子绕组改接成Δ形，使电动机在额定电压下正常运行。适用场合：Y-Δ降压启动适用于正常运行时定子绕组为Δ形连接，且容量较大的三相异步电动机。这种启动方法简单、经济，但启动转矩也会降低到全压启动转矩的\(1/3\)，所以只适用于轻载或空载启动的场合。3.简述PLC的工作原理。答：PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程主要分为三个阶段：-输入采样阶段：PLC在这个阶段按顺序逐个读取所有输入端子的状态，并将其存入输入映像寄存器中。在本扫描周期内，输入映像寄存器的内容不会随外部输入信号的变化而改变。-程序执行阶段：PLC按照用户程序的顺序，从第一条指令开始，逐条执行用户程序。在执行过程中，根据输入映像寄存器和输出映像寄存器的内容进行逻辑运算，并将运算结果存入输出映像寄存器中。-输出刷新阶段：在这个阶段，PLC将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器，再通过输出端子驱动外部负载。至此，一个扫描周期结束，PLC又重新开始下一个扫描周期。4.简述晶闸管的导通和关断条件。答：导通条件：-晶闸管阳极和阴极之间必须加正向电压。-门极和阴极之间必须加适当的正向触发脉冲信号，且触发脉冲要有足够的功率和合适的宽度。关断条件：-使阳极电流小于维持电流\(I_{H}\)。可以通过降低阳极电压、增大回路电阻或使阳极电压反向等方法来实现。当阳极电流小于维持电流时，晶闸管内部的载流子复合加剧，无法维持导通状态，从而关断。四、计算题1.一台他励直流电动机，额定功率\(P_{N}=22kW\)，额定电压\(U_{N}=220V\)，额定电流\(I_{N}=115A\)，额定转速\(n_{N}=1500r/min\)，电枢回路电阻\(R_{a}=0.1\Omega\)。求：（1）电动机的额定转矩\(T_{N}\)；（2）理想空载转速\(n_{0}\)；（3）转速变化率\(\Deltan\)。解：（1）根据额定转矩公式\(T_{N}=9550\frac{P_{N}}{n_{N}}\)，将\(P_{N}=22kW=22000W\)，\(n_{N}=1500r/min\)代入可得：\(T_{N}=9550\times\frac{22}{1500}\approx139.7N\cdotm\)（2）先求电动势常数\(K_{e}\varPhi\)，根据\(U_{N}=E_{N}+I_{N}R_{a}\)，\(E_{N}=K_{e}\varPhin_{N}\)，可得\(K_{e}\varPhi=\frac{U_{N}-I_{N}R_{a}}{n_{N}}=\frac{220-115\times0.1}{1500}=\frac{208.5}{1500}=0.139\)。理想空载转速\(n_{0}=\frac{U_{N}}{K_{e}\varPhi}=\frac{220}{0.139}\approx1583r/min\)（3）转速变化率\(\Deltan=n_{0}-n_{N}=1583-1500=83r/min\)2.有一台三相异步电动机，额定功率\(P_{N}=30kW\)，额定电压\(U_{N}=380V\)，额定转速\(n_{N}=1470r/min\)，\(\cos\varphi_{N}=0.85\)，\(\eta_{N}=0.9\)。求：（1）额定电流\(I_{N}\)；（2）额定转差率\(s_{N}\)。解：（1）根据三相异步电动机的功率公式\(P_{N}=\sqrt{3}U_{N}I_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}\)，可得\(I_{N}=\frac{P_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}}\)，将\(P_{N}=30000W\)，\(U_{N}=380V\)，\(\cos\varphi_{N}=0.85\)，\(\eta_{N}=0.9\)代入：\(I_{N}=\frac{30000}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx60.4A\)（2）由额定转速\(n_{N}=1470r/min\)可知，同步转速\(n_{0}=1500r/min\)（因为三相异步电动机的转速略低于同步转速，常见的同步转速有\(3000r/min\)、\(1500r/min\)、\(1000r/min\)等）。根据转差率公式\(s_{N}=\frac{n_{0}-n_{N}}{n_{0}}\)，可得\(s_{N}=\frac{1500-1470}{1500}=0.02\)五、综合题1.设计一个三相异步电动机正反转控制电路（用接触器实现），并说明其工作原理。答：（1）电路设计：主电路：三相电源经熔断器\(FU1\)后，分别接到正转接触器\(KM1\)和反转接触器\(KM2\)的主触点上，\(KM1\)和\(KM2\)的主触点出线端接到电动机的定子绕组上。为防止\(KM1\)和\(KM2\)同时闭合造成电源短路，在它们的主触点之间要进行电气互锁。控制电路：启动按钮\(SB2\)、停止按钮\(SB1\)、正转接触器\(KM1\)的线圈及其辅助常开触点、反转接触器\(KM2\)的线圈及其辅助常开触点组成控制回路。同时，\(KM1\)的辅助常闭触点串在\(KM2\)的线圈回路中，\(KM2\)的辅助常闭触点串在\(KM1\)的线圈回路中，实现电气互锁。另外，还可以通过机械互锁按钮来进一步增强安全性。（2）工作原理：正转控制：按下正转启动按钮\(SB2\)，正转接触器\(KM1\)的线圈得电，其主触点闭合，电动机定子绕组接通电源，电动机正转。同时，\(KM1\)的辅助常开触点闭合，实现自锁，即使松开\(SB2\)，\(KM1\)线圈仍保持通电。由于\(KM1\)的辅助常闭触点断开，反转接触器\(KM2\)的线圈无法得电，防止了电源短路。反转控制：按下反转启动按钮\(SB3\)，反转接触器\(KM2\)的线圈得电，其主触点闭合，改变了电动机定子绕组的相序，电动机反转。同样，\(KM2\)的辅助常开触点闭合实现自锁，\(KM2\)的辅助常闭触点断开，使\(KM1\)的线圈无法得电。停止控制：按下停止按钮\(SB1\)，\(KM1\)或\(KM2\)的线圈失电，其主触点断开，电动机停止运行。2.某PLC控制系统需要控制一个电动机的启停，并且有过载保护功能。试设计PLC的输入输出点分配表，并编写相应的梯形图程序。答：（1）输入输出点分配表：|名称|符号|输入/输出|功能||----|----|----|----||启动按钮|SB1|输入|按下启动电动机||停止按钮|SB2|输入|按下停止电动机||过载保护开关|FR|输入|电动机过载时动作||接触器线圈|KM|输出|控制电动机的启停|（2）梯形图程序设计：-首先，将启动按钮\(SB1\)的常开触点、停止按钮\(SB2\)的常闭触点