2025年中职电气工程及其自动化（电气自动化）试题及答案

2025年中职电气工程及其自动化（电气自动化）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)1.下列哪种电机属于控制电机？（）A.直流电动机B.交流异步电动机C.步进电动机D.同步发电机2.变压器的变比是指（）。A.一、二次侧绕组匝数之比B.一、二次侧电压之比C.一、二次侧电流之比D.以上都是3.三相异步电动机的旋转磁场的转速与（）有关。A.电源频率B.磁极对数C.转差率D.电源频率和磁极对数4.直流电动机的调速方法中，能实现无级调速的是（）。A.改变电枢回路电阻调速B.改变励磁磁通调速C.改变电源电压调速D.以上都不能5.晶闸管导通的条件是（）。A.阳极和阴极间加正向电压B.阳极和阴极间加反向电压C.门极和阴极间加正向触发电压D.阳极和阴极间加正向电压，门极和阴极间加正向触发电压6.下列哪种电路属于逻辑门电路？（）A.与门电路B.放大电路C.振荡电路D.整流电路7.数字电路中，常用的计数体制是（）。A.十进制B.二进制C.八进制D.十六进制8.可编程控制器的编程语言中，（）类似于继电器控制电路的梯形图。A.指令表B.功能块图C.顺序功能图D.梯形图9.自动控制系统中，反馈环节的作用是（）。A.消除干扰B.提高系统的精度C.使系统稳定D.以上都是10.下列哪种传感器属于温度传感器？（）A.应变片B.热电偶C.霍尔元件D.光电传感器11.工业自动化中，常用的总线标准是（）。A.RS-232B.RS-485C.CAN总线D.以上都是12.电力系统中，用来测量电流的仪表是（）。A.电压表B.电流表C.功率表D.电能表13.下列哪种电力负荷属于一级负荷？（)A.学校照明B.商场电梯C.医院手术室D.居民用电14.高压断路器的主要作用是（）。A.切断和接通负荷电流B.切断短路电流C.切断和接通空载电流D.以上都是15.电力变压器的油起（）作用。A.绝缘和灭弧B.绝缘和防锈C.绝缘和散热D.灭弧和散热16.下列哪种电机的启动电流最大？（）A.直流电动机B.三相异步电动机C.同步电动机D.步进电动机17.电力系统的中性点接地方式有多种，其中（）适用于高压系统。A.中性点直接接地B.中性点不接地C.中性点经消弧线圈接地D.以上都不对18.下列哪种电器属于低压电器？（）A.高压隔离开关B.高压断路器C.接触器D.电力变压器19.自动控制理论中，系统的传递函数是（）。A.输出信号与输入信号之比B.输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比C.输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D.以上都不对20.下列哪种电力设备可以实现电能的变换和控制？（）A.电力变压器B.电动机C.晶闸管D.以上都是答案：1.C2.D3.D4.C5.D6.A7.B8.D9.D10.B11.D12.B13.C14.D15.C16.B17.A18.C19.B20.D第II卷（非选择题，共60分）答题要求：请根据题目要求，在相应位置作答。填空题（每题2分，共10分）1.三相异步电动机的调速方法有改变极对数调速、改变转差率调速和（）调速。2.晶闸管的三个电极分别是阳极、阴极和（）。3.数字电路中，触发器是一种具有（）功能的基本逻辑单元。4.自动控制系统按输入信号的特征可分为恒值控制系统、随动控制系统和（）控制系统。5.电力系统的无功功率电源主要有发电机、同步调相机、静电电容器和（）。答案：1.变频2.门极3.记忆4.程序5.静止无功补偿器简答题（每题5分，共20分）1.简述直流电动机的工作原理。2.简述变压器的工作原理。3.简述可编程控制器的特点。4.简述电力系统的组成部分。计算题（每题10分，共2题，共20分）1.已知一台三相异步电动机的额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A，功率因数为0.85，求该电动机的额定效率。2.某电阻R=10Ω，接到电压u=20sin(314t)V的电源上，求通过电阻的电流i，并计算电阻消耗的功率P。分析题（共10分）材料：某自动控制系统中，采用了比例积分微分（PID）控制器。当系统受到干扰后，输出出现了较大的波动。问题：请分析可能导致输出波动的原因，并提出改进措施。设计题（共10分）材料：设计一个三相异步电动机的正反转控制电路，要求采用接触器联锁和按钮联锁，以确保安全可靠。问题：请画出控制电路原理图，并说明工作原理。答案：简答题答案1.直流电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理工作的。当直流电动机的电枢绕组中通入直流电流时，在磁场的作用下，电枢绕组会受到电磁力的作用，从而产生电磁转矩，使电枢旋转。同时，为了使电枢能够持续旋转，需要通过换向器及时改变电枢绕组中电流的方向，以保证电磁转矩的方向始终不变。2.变压器是利用电磁感应原理工作的。当一次绕组接入交流电源时，会在铁芯中产生交变磁通，这个交变磁通同时穿过一次绕组和二次绕组。根据电磁感应定律，在二次绕组中会感应出电动势。如果二次绕组闭合，就会有电流流过，从而实现了电能从一次侧到二次侧的传递。同时，通过改变一二次绕组的匝数比，可以改变电压比，实现电压的变换。3.可编程控制器的特点有：编程简单，采用梯形图等编程语言，易于掌握；可靠性高，抗干扰能力强；灵活性好，可通过修改程序实现不同的控制要求；功能强大，能实现逻辑控制、定时、计数、数据处理等多种功能；体积小，安装方便，适用于各种工业控制场合。4.电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成。发电部分包括各种发电厂，将其他形式的能源转化为电能；输电部分通过输电线路将电能输送到远方；变电部分通过变压器改变电压等级；配电部分将电能分配到各个用户；用电部分是各种用电设备消耗电能。计算题答案1.电动机的额定功率Pn=10kW，额定电压Un=380V，额定电流In=20A，功率因数cosφ=0.85。额定效率η=Pn/(Un×In×cosφ)×100%=10000/(380×20×0.85)×100%≈77.5%。2.已知u=20sin(314t)V，R=10Ω。根据欧姆定律i=u/R=20sin(314t)/l0=2sin(314t)A。电阻消耗的功率P=i²R=(2sin(314t))²×10=40sin²(314t)W。因为sin²(314t)=(1-cos(628t))/2，所以P=40×(1-cos(628t))/2=20-20cos(628t)W，其平均功率P平均=20W。分析题答案可能导致输出波动的原因：-P、I、D参数设置不合理。P参数过大可能导致系统超调量过大，I参数过小可能使系统存在稳态误差，D参数不合适可能无法有效抑制高频干扰。-干扰过大，超出了PID控制器的调节能力。-系统本身存在非线性因素，影响了PID控制效果。改进措施：-重新调整P、I、D参数，通过实验或仿真找到最佳参数组合。-采取抗干扰措施，如增加滤波环节、屏蔽干扰源等。-对系统进行线性化处理，或采用更先进的控制算法。设计题答案控制电路原理图：主电路中，三相电源通过断路器QF引入，分别接至正反转接触器KM1、KM2的主触头，电动机M接在KM1、KM2主触头的另一端。控制电路中，正转启动按钮SB1、反转启动按钮SB2、停止按钮SB3。SB1的常开触点与KM1的线圈串联，SB2的常开触点与KM2的线圈串联，KM1的常闭触点与KM2的线圈串联，KM2的常闭触点与KM1的线圈串联，形成接触器联锁。同时，SB1、SB2的常闭触点相