2025年电工高级技师考试题库及答案1

2025年电工高级技师考试题库及答案1一、选择题1.下列关于变压器并联运行的说法，正确的是（）A.变比不相等时不能并联运行B.联结组标号不同不能并联运行C.短路阻抗不同不能并联运行D.以上说法都不准确答案：B解析：变压器并联运行需要满足多个条件。变比不相等时仍可并联运行，但会产生环流，选项A错误；联结组标号不同时，二次侧线电压之间会有较大的相位差，会出现很大的环流，甚至烧毁变压器，所以联结组标号不同不能并联运行，选项B正确；短路阻抗不同的变压器可以并联运行，但需要合理分配负载，使各变压器的容量能得到充分利用，选项C错误。2.三相异步电动机降压启动的方法中，（）启动方式启动电流小，启动转矩大。A.定子串电阻降压启动B.自耦变压器降压启动C.YΔ降压启动D.延边三角形降压启动答案：D解析：定子串电阻降压启动会使启动电流减小，但启动转矩也会大幅度降低，选项A错误；自耦变压器降压启动能在一定程度上减小启动电流，但启动转矩也会按电压平方关系减小，选项B错误；YΔ降压启动适用于正常运行时为三角形联结的电动机，启动电流和启动转矩都较小，选项C错误；延边三角形降压启动结合了Y形和Δ形联结的优点，启动电流小，启动转矩大，选项D正确。3.可编程控制器（PLC）的输入模块的作用是（）A.将现场的开关量信号转换为PLC内部能接受的低电平信号B.将PLC内部的控制信号转换为驱动外部负载的高电平信号C.实现PLC与外部设备之间的数据通信D.存储用户程序和数据答案：A解析：PLC输入模块的主要功能是把现场各种开关量信号（如按钮、限位开关等的信号）转换成PLC内部能识别和处理的低电平信号，供PLC进行逻辑运算和控制处理，选项A正确；将PLC内部的控制信号转换为驱动外部负载的高电平信号是输出模块的作用，选项B错误；实现PLC与外部设备之间的数据通信是通信模块的任务，选项C错误；存储用户程序和数据是存储器的功能，选项D错误。4.直流电机中，电刷的作用是（）A.改变电动机的转向B.引入或引出直流电流C.增加电机的转速D.减少电机的损耗答案：B解析：电刷是直流电机的重要部件之一，它的主要作用是在旋转的电枢绕组与静止的外电路之间建立起电的连接，从而引入或引出直流电流，使电机能够正常工作，选项B正确；改变电动机的转向可以通过改变电枢电流方向或励磁电流方向来实现，而非电刷的主要作用，选项A错误；电刷与电机的转速没有直接关系，选项C错误；电刷在工作过程中会有一定的损耗，不能减少电机的损耗，选项D错误。5.在电力系统中，衡量电能质量的主要指标有（）A.电压、频率和波形B.电压、电流和功率C.电流、频率和功率因数D.功率、频率和波形答案：A解析：电能质量主要是指提供给用户的电能的品质。衡量电能质量的主要指标包括电压、频率和波形。电压应保持在规定的允许偏差范围内，以保证用电设备的正常运行；频率是电力系统运行的一个重要参数，我国规定的标准频率为50Hz，偏差也有严格要求；波形应尽量接近正弦波，减少谐波含量，否则会影响用电设备的性能和寿命。电流和功率与电能质量没有直接的衡量关系，功率因数是衡量用电设备对电能利用效率的指标，也不是衡量电能质量的主要指标，所以选项A正确，选项B、C、D错误。二、判断题1.变压器的效率随负载变化，当负载为额定负载时，变压器的效率最高。（）答案：错误解析：变压器的效率随负载变化，但并不是在负载为额定负载时效率最高。变压器的效率与铁损耗和铜损耗有关，当变压器的铁损耗等于铜损耗时，变压器的效率达到最高，此时的负载一般小于额定负载。所以该说法错误。2.接触器的主触点一般用于控制电动机等主电路，辅助触点用于控制电路。（）答案：正确解析：接触器是一种用于频繁接通和分断主电路的自动控制电器。主触点的额定电流较大，通常用于控制电动机等主电路的通断；辅助触点的额定电流相对较小，主要用于控制电路中，实现自锁、互锁等控制功能。所以该说法正确。3.异步电动机的转速永远低于其同步转速。（）答案：正确解析：异步电动机的工作原理是基于旋转磁场与转子绕组之间的相对运动产生感应电动势和感应电流，从而使转子受到电磁力的作用而转动。只有当转子转速低于同步转速（旋转磁场的转速）时，转子绕组与旋转磁场之间才会有相对切割运动，才能产生感应电流和电磁转矩。如果转子转速达到同步转速，就不会有相对切割运动，也就不会产生电磁转矩，电动机将无法继续转动。所以异步电动机的转速永远低于其同步转速，该说法正确。4.可编程控制器的编程语言只有梯形图一种。（）答案：错误解析：可编程控制器有多种编程语言，常见的有梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图和结构化文本等。梯形图是最常用的一种编程语言，它形象直观，类似于电气控制原理图，易于电气技术人员接受。但除此之外，其他的编程语言也各有其特点和适用场景。例如，指令表类似于计算机的汇编语言，适合熟练的编程人员进行编程；功能块图用于描述系统的功能和逻辑关系，更加简洁明了；顺序功能图用于描述复杂的顺序控制过程；结构化文本则类似于高级编程语言，适合处理复杂的算法和数据处理。所以该说法错误。5.在直流电动机中，减少励磁电流可以使电动机的转速升高。（）答案：正确解析：根据直流电动机的转速公式n=（其中n为转速，U为电枢电压，I为电枢电流，R为电枢电阻，K为常数，φ为每极磁通量），在电枢电压和负载一定的情况下，减少励磁电流会使每极磁通量φ减小。由于电枢反电动势E=Kφn三、简答题1.简述PLC控制系统设计的一般步骤。PLC控制系统设计一般按以下步骤进行：明确控制要求：与用户进行充分沟通，了解被控对象的工艺流程、控制要求和性能指标，确定输入输出设备的数量和类型，以及系统的工作方式（如手动、自动等）。确定硬件配置：根据控制要求和输入输出点数，选择合适的PLC型号和扩展模块。同时，确定所需的传感器、执行器等外部设备，并估算其输入输出点数，为PLC的选型提供依据。设计PLC系统：进行电源电路、输入输出电路等硬件电路的设计，绘制电气原理图。同时，合理规划PLC的安装位置、布线方式和接地方式，确保系统的可靠性和安全性。程序设计：根据控制要求和工艺流程，选择合适的编程语言（如梯形图、指令表等）进行程序设计。程序设计应遵循逻辑清晰、结构合理、易于调试和维护的原则，可采用模块化编程的方法，将复杂的控制任务分解为若干个功能模块。程序调试：将编写好的程序下载到PLC中，进行离线调试和在线调试。离线调试主要是检查程序的语法错误和逻辑错误；在线调试则是在系统实际运行的情况下，通过输入模拟信号和观察输出信号，对程序进行进一步的调试和优化，确保系统的控制功能符合要求。系统交付和维护：调试完成后，对系统进行验收，将系统交付用户使用。同时，为用户提供技术培训和技术支持，定期对系统进行维护和检修，及时排除故障，确保系统的稳定运行。2.说明直流电动机和交流电动机的调速方法及其特点。直流电动机调速方法及特点改变电枢电压调速：通过改变电枢两端的电压来调速，适用于恒转矩负载。在调速过程中，电动机的磁通保持不变，转速与电枢电压成正比。这种调速方法的优点是调速范围宽，平滑性好，可实现无级调速；缺点是需要一套调压装置，设备投资较大。改变励磁磁通调速：通过调节励磁电流来改变磁通大小，从而实现调速。它适用于恒功率负载，转速与磁通成反比。优点是调速控制简单，能耗小；缺点是调速范围有限，且在弱磁调速时，电动机的电枢电流会增大，需要防止电动机过载。改变电枢回路电阻调速：在电枢回路中串入可变电阻来改变转速。适用于恒转矩负载，转速随电阻的增大而降低。这种方法的优点是设备简单，投资少；缺点是调速过程中能量损耗大，调速的平滑性差，同时电阻的调节会受到限制，调速范围较窄。交流电动机调速方法及特点变极调速：通过改变电动机定子绕组的接线方式，改变定子极对数来实现调速。一般只能实现有级调速，适用于不需要平滑调速的场合，如机床的主轴变速箱等。优点是设备简单，运行可靠，成本较低；缺点是调速级数有限，调速范围不宽。变频调速：通过改变电源的频率来调节电动机的转速，是目前应用最广泛的交流调速方法之一。它可以实现无级调速，调速范围宽，调速精度高，能适应各种不同的负载特性。但需要使用变频器，设备投资较高，对维护人员的技术要求也较高。改变转差率调速：对于绕线式异步电动机，可以通过在转子回路中串入电阻来改变转差率，实现调速。这种调速方法的优点是设备简单，调速范围较大；缺点是能量损耗大，效率低，一般用于对调速性能要求不高的场合。3.简述继电接触器控制系统与PLC控制系统的优缺点。继电接触器控制系统的优点结构简单：主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等电气元件组成，其电路结构直观易懂，对于一些简单的控制任务，安装和调试较为方便。价格便宜：所使用的电气元件成本较低，对于一些对成本控制要求较高的小型控制系统，具有一定的价格优势。抗干扰能力强：在工业现场环境恶劣、电磁干扰较大的情况下，继电接触器控制系统能够可靠地工作，不易受到外界干扰信号的影响。继电接触器控制系统的缺点灵活性差：控制系统一旦设计完成，若要改变控制功能或工艺流程，需要对硬件电路进行重新布线和调整，工作量大，耗时较长。可靠性低：继电器和接触器的触点在频繁动作过程中容易出现磨损、烧蚀等故障，导致系统的可靠性下降，维护工作量大。控制功能有限：对于一些复杂的逻辑控制和顺序控制任务，很难用继电接触器控制系统实现，或实现起来电路复杂，调试困难。PLC控制系统的优点可靠性高：PLC采用了大规模集成电路技术和冗余设计，具有很强的抗干扰能力。同时，其内部采用无触点的电子元件代替继电器的触点，减少了故障发生的可能性，系统运行更加稳定可靠。编程灵活：PLC具有多种编程语言，如梯形图、指令表等，编程方式直观易懂，易于掌握。而且，当需要改变控制功能时，只需修改程序，无需对硬件电路进行大的改动，大大提高了系统的灵活性和可扩展性。功能强大：PLC不仅可以实现逻辑控制、顺序控制，还能完成模拟量控制、数据处理、通信联网等复杂的控制任务，适用于各种工业自动化控制系统。易于维护：PLC具有完善的自诊断功能，当系统出现故障时，能够快速准确地显示故障信息，便于维修人员及时排除故障，缩短维修时间，提高生产效率。PLC控制系统的缺点成本较高：PLC本身的价格相对较高，而且在配套使用时，还需要配置相应的编程器、扩展模块等设备，增加了系统的投资成本。对技术人员要求高：PLC的编程和调试需要一定的专业知识和技能，对技术人员的要求较高，需要进行专门的培训才能掌握。四、计算题1.一台三相异步电动机，额定功率=7.5kW，额定电压=380V，额定转速=1440r根据三相异步电动机的功率公式=cos，可得额定电流计算公式为=已知=7.5×W，=380V\begin{align}I_N&=\frac{7.5\times10^3}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.88}\\&=\frac{7500}{1.732\times380\times0.85\times0.88}\\&=\frac{7500}{1.732\times380\times0.748}\\&=\frac{7500}{495.99}\\&\approx15.1A\end{align}所以，该电动机的额定电流约为15.1A2.有一变压器，一次绕组匝数=1000匝，二次绕组匝数=200匝，一次侧外加电压=220根据变压器的变压比公式=，可得二次侧输出电压=。已知=1000匝，=200匝，=所以，该变压器二次侧输出电压为44V3.一台他励直流电动机，电枢电阻=0.2Ω，工作电压U=220V，电枢电流=根据直流电动机的电压平衡方程式U=E+已知U=220V，=E电磁功率=E，将E=218=所以，电枢反电动势为218V，电磁功率为2180五、案例分析题有一个小型自动化生产线，该生产线采用PLC控制，其工作流程如下：按下启动按钮后，传送带开始运行；当工件到达检测位置时，传感器检测工件，若工件合格，则传送带继续运行将工件送入下一工序；若工件不合格，则传送带停止，报警指示灯亮，操作人员排除不合格工件后，按下复位按钮，传送带继续运行。请根据以上描述，设计该生产线的PLC控制程序（以梯形图为例）。设计过程确定输入输出点输入点：启动按钮（I0.0）、传感器信号（I0.1）、复位按钮（I0.2）。输出点：传送带控制继电器（Q0.0）、报警指示灯（Q0.1）。梯形图程序设计1.启动控制：当按下启动按钮（I0.0）时，通过一个自锁电路使传送带控制继电器（Q0.0）得电，传送带开始运行。梯形图中使用常开触点I0.0与Q0.0的常开触点并联后，再与Q0.0的线圈串联，实现自锁功能。2.工件检测与处理：当传感器检测到工件（I0.1闭合）时，若检测结果为合格，则传送带继续运行；若检测结果为不合格（可根据传感器信号的逻辑判断，假设传感器输出低电平表示不合格），则通过常闭触点I0.1断开Q0.0的线圈，使传送带停止，同时使报警指示灯（Q0.1）