2025年电机与电气控制技术试卷附答案

2025年电机与电气控制技术试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.他励直流电动机电枢回路串入电阻后，若保持电枢电压和励磁电流不变，其机械特性的硬度将（）。A.变硬B.变软C.不变D.先硬后软2.三相异步电动机在额定负载下运行时，若电源电压突然降低10%，则电机的转速将（）。A.显著下降B.略有下降C.不变D.略有上升3.变压器空载试验时，测得的损耗主要是（）。A.铜损B.铁损C.机械损耗D.附加损耗4.交流接触器的主触头一般采用（）。A.银合金材料B.铜材料C.铝材料D.铸铁材料5.某三相异步电动机的额定转速为1440r/min，其极对数为（）。A.1B.2C.3D.46.直流电机电枢绕组的作用是（）。A.产生主磁场B.产生感应电动势和电磁转矩C.散热D.固定磁极7.热继电器的双金属片受热时，（）的一侧膨胀系数更大。A.上层B.下层C.中间层D.两侧相同8.PLC的扫描周期不包括（）阶段。A.输入采样B.程序执行C.输出刷新D.故障检测9.三相异步电动机的旋转磁场转速与（）无关。A.电源频率B.极对数C.转差率D.电源相序10.单相变压器的额定容量为S_N=50kVA，额定电压为10kV/0.4kV，其高压侧额定电流为（）。A.5AB.2.5AC.125AD.50A11.直流电动机的电磁转矩与（）成正比。A.电枢电流与主磁通的乘积B.电枢电流C.主磁通D.电枢电压12.按钮的常闭触头在未按下时（）。A.断开B.闭合C.不确定D.先断开后闭合13.三相异步电动机采用Y-Δ降压启动时，启动电流为直接启动的（）。A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍14.PLC的输出模块中，（）类型适用于频繁通断的感性负载。A.继电器输出B.晶闸管输出C.晶体管输出D.电容输出15.同步电动机的启动方法通常为（）。A.直接启动B.异步启动法C.降压启动D.变频启动16.绕线式异步电动机转子回路串入电阻后，其最大转矩（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减17.时间继电器的延时方式不包括（）。A.通电延时B.断电延时C.重复延时D.瞬动延时18.变压器的变比k=U1/U2，当二次侧接纯电阻负载时，一次侧电流I1与二次侧电流I2的关系为（）。A.I1=kI2B.I1=I2/kC.I1=I2D.I1=√kI219.直流发电机的电枢电动势Ea与（）无关。A.主磁通B.电枢转速C.电枢电流D.电枢绕组匝数20.电气控制电路中，互锁环节的作用是（）。A.防止电源短路B.限制启动电流C.避免两个接触器同时吸合D.提高效率二、填空题（每空1分，共20分）1.三相异步电动机的调速方法有______、______和______。2.直流电机的换向极绕组应与______绕组串联，其作用是______。3.热继电器主要用于电动机的______保护，熔断器主要用于______保护。4.PLC的基本组成包括______、______、______、输入输出模块和电源。5.变压器的额定电压U1N是指一次侧接额定频率的______时的电压，U2N是指一次侧接额定电压、二次侧______时的端电压。6.交流接触器的结构主要由______、______和灭弧装置三部分组成。7.三相异步电动机的转差率s=（n1-n）/n1，其中n1为______，n为______。8.电气控制电路的绘制应遵循______原则，主电路用______线绘制，控制电路用______线绘制。三、判断题（每题1分，共10分）1.他励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联。（）2.三相异步电动机的同步转速随电源频率升高而降低。（）3.变压器的变比等于一次侧与二次侧绕组的匝数比。（）4.热继电器可以用作电动机的短路保护。（）5.PLC的输入模块将外部信号转换为CPU能处理的数字信号。（）6.绕线式异步电动机转子串电阻启动可以增大启动转矩。（）7.交流接触器的线圈电压必须与控制电路的电压一致。（）8.直流发电机的电枢电动势方向与电枢电流方向相反。（）9.时间继电器的延时触头在动作时会立即改变状态。（）10.电气控制电路中，自锁环节的作用是保证电动机持续运行。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述直流电机的可逆性原理，并说明发电机和电动机状态的能量转换关系。2.三相异步电动机启动时，为什么启动电流大而启动转矩小？可采取哪些方法减小启动电流？3.比较继电器-接触器控制与PLC控制的优缺点。4.说明变压器空载试验和短路试验的目的及试验方法。5.电气控制电路设计时应遵循哪些基本原则？五、综合题（共20分）1.（10分）设计一个三相异步电动机的正反转控制电路（要求包含电气互锁和机械互锁），并简述其工作过程。2.（10分）某生产线需要实现电动机的自动往返控制（行程开关SQ1、SQ2分别限制左、右极限位置），采用PLC控制。要求：（1）画出I/O分配表；（2）设计梯形图程序。答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.A5.B6.B7.A8.D9.C10.A11.A12.B13.B14.B15.B16.C17.C18.B19.C20.C二、填空题1.变极调速；变频调速；变转差率调速（或转子串电阻调速）2.电枢；改善换向（减少换向火花）3.过载；短路4.CPU；存储器；输入输出接口（或I/O接口）5.额定电压；空载6.电磁系统（或线圈、铁心）；触头系统7.同步转速；转子转速8.电气图绘制；粗；细三、判断题1.×（他励为分开供电，并励才是并联）2.×（同步转速n1=60f/p，频率升高则n1升高）3.√4.×（热继电器反应慢，不能用于短路保护）5.√6.√7.√8.×（发电机电动势与电流同向，电动机反向）9.×（延时触头需等待延时时间）10.√四、简答题1.可逆性原理：同一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。发电机状态：机械能→电能（Ea>U，电枢电流与电动势同向）；电动机状态：电能→机械能（Ea<U，电枢电流与电动势反向）。2.启动时转子转速n=0，转差率s=1，转子感应电动势大→转子电流大→定子电流大（启动电流约为额定电流的5-7倍）；但启动时功率因数低（转子频率高，电抗大），导致启动转矩Tst=K_TΦI2cosφ2较小。减小启动电流的方法：笼型电机用Y-Δ降压启动、自耦变压器降压启动；绕线式电机转子串电阻或频敏变阻器启动。3.继电器-接触器控制优点：结构简单、成本低、维护方便；缺点：接线复杂、灵活性差、可靠性低、功能有限。PLC控制优点：编程灵活、功能强大、抗干扰强、易扩展；缺点：初期成本较高、需要编程知识。4.空载试验目的：测铁损和励磁参数。方法：低压侧（二次侧）开路，高压侧加额定电压，测空载电流I0、空载损耗P0。短路试验目的：测铜损和短路参数。方法：二次侧短路，一次侧加低压使电流达额定值，测短路电压Uk、短路损耗Pk。5.基本原则：（1）满足生产机械的工艺要求；（2）电路简单、可靠、安全；（3）尽量减少电器元件数量和触点数；（4）具备必要的保护环节（过载、短路、欠压等）；（5）操作和维护方便。五、综合题1.控制电路设计：主电路中，正转接触器KM1和反转接触器KM2的主触头分别接入三相电源的不同相序（如KM1接L1-L2-L3，KM2接L1-L3-L2）；控制电路中，启动按钮SB2（正转）和SB3（反转）的常闭触头分别串联对方接触器的线圈回路（电气互锁），同时SB2和SB3的常开触头并联实现自锁；SB1为总停按钮。工作过程：按SB2→KM1线圈得电→主触头闭合电机正转，KM1辅助常开触头自锁，KM1辅助常闭触头断开KM2线圈（互锁）；按SB3→需先松开SB2使KM1失电，KM1常闭触头复位，KM2线圈得电→电机反转，KM2辅助触头自锁并互锁KM1。2.（1）I/O分配表：输入：SB1（启动）-X0；SB2（停止）-X1；SQ1（左限位）-X2；SQ2（右限位）-X3输出：KM1（正转）-Y