2025年电工(高级)考试题库及答案

2025年电工(高级)考试题库及答案一、选择题1.在纯电容电路中，已知电压的最大值为；电流最大值为，则电路的无功功率为（）。A.B.C.D.答案：B解析：纯电容电路无功功率Q=UI，在正弦交流电路中，电压有效值U=，电流有效值2.同步电动机的启动方法多采用（）启动方法。A.降压B.异步C.变频D.全压答案：B解析：同步电动机本身没有启动转矩，多采用异步启动方法，即利用在转子上装设的类似于异步电动机笼型绕组的阻尼绕组来产生启动转矩。3.直流电动机的换向极绕组必须与电枢绕组（）。A.串联B.并联C.垂直D.磁通方向相反答案：A解析：直流电动机的换向极绕组必须与电枢绕组串联，这样才能使换向极产生的磁场随着电枢电流的变化而变化，从而改善换向。4.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.灭弧和散热答案：C解析：变压器油具有良好的绝缘性能和散热能力，既能使变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间绝缘，又能通过对流将绕组和铁心产生的热量带到油箱壁，再由油箱壁散发到周围空气中。5.若要调大带电抗器的交流电焊机的焊接电流，可将电抗器的（）。A.铁心空气隙调大B.铁心空气隙调小C.线圈向内调D.线圈向外调答案：A解析：带电抗器的交流电焊机，电抗器铁心空气隙调大，磁阻增大，感抗减小，焊接电流增大；反之，铁心空气隙调小，磁阻减小，感抗增大，焊接电流减小。6.一台三相变压器的联结组别为Y，d11，表示一次绕组为星形联结，二次绕组为三角形联结，二次绕组线电动势滞后一次绕组线电动势（）。A.30°B.60°C.90°D.110°答案：A解析：三相变压器联结组别Y，d11中，“11”表示二次绕组线电动势滞后一次绕组线电动势11×=，也可以说二次绕组线电动势超前一次绕组线电动势，通常表述为滞后。7.三相异步电动机能耗制动时，电动机处于（）运行状态。A.电动B.发电C.起动D.调速答案：B解析：三相异步电动机能耗制动时，切断三相电源后，立即在定子绕组任意两相中通入直流电，此时旋转的转子切割这个静止磁场产生感应电动势和感应电流，该电流与静止磁场相互作用产生制动转矩，使电动机迅速停车，此时电动机处于发电运行状态，把转子的动能转化为电能消耗在转子回路中。8.可编程控制器的基本控制规律是（）。A.逻辑控制B.PID调节C.模糊控制D.预测控制答案：A解析：可编程控制器主要基于逻辑控制来实现对工业设备和生产过程的控制，它通过对输入信号的逻辑运算来决定输出信号的状态，从而完成各种控制任务。9.在正弦交流电路中，电感元件的瞬时值伏安关系可表达为（）。A.uB.UC.UD.i答案：A解析：选项A是电感元件瞬时值伏安关系的表达式；选项B是电感元件有效值的伏安关系；选项C是电感元件相量形式的伏安关系；选项D是错误的表达式。10.自控系统开环放大倍数（）。A.越大越好B.越小越好C.在保证系统动态特性前提下越大越好D.在保证系统动态特性前提下越小越好答案：C解析：自控系统中，在保证系统动态特性（如稳定性、快速性、准确性等）的前提下，开环放大倍数越大，系统的稳态误差越小，控制精度越高，所以开环放大倍数在保证系统动态特性前提下越大越好。二、判断题1.两只标有“220V，40W”的灯泡串联后接在220V的电源上，每只灯泡消耗的功率是10W。（√）解析：“220V，40W”灯泡的电阻R===1210Ω，两只灯泡串联后总电阻=2.异步电动机的最大电磁转矩与转子电阻成正比。（×）解析：异步电动机的最大电磁转矩与转子电阻无关，只与电源电压、定子绕组参数和漏电抗等有关，但是最大电磁转矩对应的转差率与转子电阻成正比。3.变压器的变比等于原、副边绕组的匝数比。（√）解析：变压器的变比k==，其中、分别为原、副边电压，、分别为原、副边绕组匝数。4.在电压型逆变器中，是用大电感来缓冲无功能量的。（×）解析：在电压型逆变器中，是用电容器来缓冲无功能量的；在电流型逆变器中，是用大电感来缓冲无功能量的。5.可编程序控制器的输入、输出继电器的触点可以无限次使用。（√）解析：可编程序控制器的输入、输出继电器是软继电器，其触点在程序中可以被无数次地引用，即可以无限次使用。6.三相半波可控整流电路，若变压器二次电压为，则每只晶闸管承受的最大反向电压为。（√）解析：三相半波可控整流电路中，每只晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压的峰值，即。7.直流电动机的调速方法有改变电枢电压调速、改变励磁磁通调速和改变电枢回路电阻调速三种。（√）解析：这三种调速方法是直流电动机常见的调速方式。改变电枢电压调速可实现平滑调速且调速范围宽；改变励磁磁通调速可实现恒功率调速；改变电枢回路电阻调速方法简单，但调速性能较差。8.自动控制系统的过渡过程是指系统从一个稳态过渡到另一个稳态的过程。（√）解析：自动控制系统在受到扰动或给定值发生变化时，系统的输出量会偏离原来的稳态值，经过一段时间的调整，系统的输出量会达到一个新的稳态值，这个过程就是过渡过程。9.磁场强度H的大小与磁介质的性质有关。（×）解析：磁场强度H是一个辅助物理量，其大小只与电流大小、导体形状和位置有关，与磁介质的性质无关；而磁感应强度B与磁介质的性质有关，B=μH10.同步发电机的外特性曲线是指发电机的端电压与负载电流之间的关系曲线。（√）解析：同步发电机的外特性曲线反映了在保持转速、励磁电流和负载功率因数不变的情况下，发电机端电压随负载电流变化的规律。三、简答题1.简述提高功率因数的意义和方法。答案：意义：（1）提高电力系统的供电能力。在发电设备容量一定的情况下，提高功率因数可以使设备能够输出更多的有功功率。（2）降低电力线路的功率损耗。功率因数提高后，线路中的无功电流减小，根据=R（3）提高电压质量。功率因数低会导致线路电压降增大，影响电压质量。提高功率因数可以减小电压降，使电压更稳定。方法：（1）提高自然功率因数：合理选择电动机、变压器等设备的容量，避免设备轻载或空载运行；采用同步电动机并使其在过激状态下运行，向电网输出无功功率；合理安排工艺流程，限制设备的空载运行时间。（2）人工补偿法：在感性负载两端并联电容器，利用电容的无功功率来补偿电感负载的无功功率，从而提高功率因数。2.说明直流电动机的调速方法及其特点。答案：（1）改变电枢电压调速：调速原理：根据直流电动机转速公式n=，在保持励磁磁通Φ和电枢回路电阻R不变的情况下，改变电枢电压U特点：调速范围宽，可实现无级调速；调速平滑，机械特性硬度不变，稳定性好；因调速过程中电枢电流不变，属于恒转矩调速；调速时电能损耗小，效率高。但需要有专门的调压电源。（2）改变励磁磁通调速：调速原理：由转速公式n=可知，在保持电枢电压U和电枢回路电阻R不变的情况下，改变励磁磁通Φ特点：调速方法简单，控制方便；调速范围较窄；属于恒功率调速，适合于恒功率负载；由于励磁电流较小，控制功率小，能耗小。但在弱磁调速时，电动机转速不能超过允许值，否则会引起电动机超速运行。（3）改变电枢回路电阻调速：调速原理：在电枢回路中串入调节电阻，改变电枢回路电阻R，从而改变电动机的转速。特点：方法简单，设备投资少；调速范围较小；调速过程中机械特性变软，稳定性差；调速过程中在调节电阻上有功率损耗，效率较低；属于有级调速，调速不平滑。3.简述可编程控制器（PLC）的工作原理。答案：可编程控制器采用循环扫描的工作方式，其工作过程一般分为三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。（1）输入采样阶段：PLC在这个阶段按顺序扫描所有输入端子，并将各输入状态存入输入映像寄存器中。此后，在本扫描周期内，输入映像寄存器中的内容不会随外部输入信号的变化而改变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才会重新采样。（2）程序执行阶段：PLC按自上而下、从左到右的顺序对用户程序进行扫描，并根据输入映像寄存器和其他元件映像寄存器的状态，执行相应的指令，并将执行结果存入相关的元件映像寄存器中。在程序执行过程中，元件映像寄存器的内容会随程序的执行而发生变化。（3）输出刷新阶段：当扫描完用户程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容转存到输出锁存器中，通过输出模块驱动外部负载，这就是实际输出。PLC不断地重复上述三个阶段，周而复始地循环工作，每完成一次循环所需的时间称为扫描周期。四、计算题1.有一个RL串联电路，已知电阻R=30Ω，电感L答案：（1）首先计算感抗=ω电路的阻抗Z=（2）电源电压有效值U=220V，根据I设电流的初相位为，因为是RL串联电路，电压超前电流，tanφ===，φ=，则（3）电阻两端电压=IR=电感两端电压=I=4.4×40（4）电路的有功功率P=无功功率Q=视在功率S=2.一台三相异步电动机，额定功率=10kW，额定电压=380V，额定转速=答案：（1）对于三相异步电动机，其额定功率=cos，则额定电流=将=10×W，=380V=≈（2）额定负载时的输入功率==五、综合分析题1.分析三相异步电动机启动电流大而启动转矩小的原因，并说明常用的启动方法及其适用场合。答案：原因分析：启动电流大：三相异步电动机启动时，由于转子处于静止状态，旋转磁场切割转子导体的相对速度很大，在转子导体中产生很大的感应电动势和感应电流。根据磁动势平衡原理，定子电流必然也很大，一般启动电流可达额定电流的47倍。启动转矩小：虽然启动时转子电流大，但此时转子功率因数很低。启动瞬间，转子电流频率=（电源频率），转子漏电抗=2π很大，使得cos=很小。而电动机的电磁转矩T=cos常用启动方法及适用场合：（1）直接启动：方法：将电动机的定子绕组直接接入额定电压的电源上启动。适用场合：适用于电动机容量较小、电源容量足够大的情况，一般当电动机功率在7.5kW以下，且不经常启动时可采用直接启动；或者满足经验公式/≤（2）降压启动：星三角（Y△）降压启动：方法：启动时将电动机定子绕组接成星形，使每相绕组承受的电压为额定电压的，待电动机转速接近额定转速时，再将定子绕组换接成三角形，使电动机在额定电压下正常运行。适用场合：适用于正常运行时定子绕组为三角形联结的三相异步电动机，功率一般在4100kW之间。自耦变压器降压启动：方法：利用自耦变压器降低电动机的启动电压，待电动机转速上升到一定值后，再切除自耦变压器，使电动机在额定电压下运行。适用场合：适用于容量较大、启动转矩要求较高的三相异步电动机，如起重机、压缩机等设备的电动机启动。延边三角形降压启动：方法：启动时将电动机定子绕组接成延边三角形，可获得比星三角降压启动更大的启动转矩，待启动完成后再换接成三角形正常运行。适用场合：适用于定子绕组有中间抽头的三相异步电动机，综合了星三角降压启动和自耦变压器降压启动的优点，可减小启动电流并获得较大的启动转矩。2.画出PLC控制三相异步电动机正反转程序图（梯形图），并分析其工作原理。答案：梯形图设计：|输入|功能|输出|功能||-----------|-------------|-----------|-------------||X0|正转启动按钮|Y0|正转接触器线圈||X1|反转启动按钮|Y1|反转接触器线圈||X2|停止按钮|||梯形图如下：```|母线||--X0--|/Y1|--|/X2|--[SET]Y0--||||||||--X1--|/Y0|--|/X2|--[SET]Y1--||||||||--|/X0|--|/X1|--|/X2|--[RST]Y0--||||||||--|/X0|--|/X1|--|/X2|--[RST]Y1--|```工作原理分析：正转启动：当按下正转启动按钮X0时，由于此时反转输出Y1常闭触点闭合，停止按钮X2常闭触点闭合，满足Y0置位条件，Y0被置位，正转接触器线