维修电工高级试题及答案

维修电工高级试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.在晶闸管可控整流电路中，若负载为电阻性，且控制角α增大，则输出电压平均值的变化是（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定2.变频调速中，保持U/A.保持输出转矩恒定B.保持输出功率恒定C.保持效率最高D.保持功率因数最高3.在PLC梯形图编程中，若要求两个输入信号同时为ON时输出才动作，应使用（）逻辑指令。A.OR（或）B.AND（与）C.NOT（非）D.XOR（异或）4.测绘一台较复杂的电气设备电气图时，首先应测绘（）。A.电路接线图B.电气原理图C.位置图D.互连图5.直流电动机采用改变电枢回路电阻调速时，其机械特性硬度将（）。A.变硬B.变软C.不变D.先变硬后变软6.555定时器构成的多谐振荡器电路中，改变电容C的充放电回路的时间常数，可以改变（）。A.输出脉冲的幅度B.输出脉冲的频率C.输出脉冲的宽度D.输出脉冲的相位7.对于三相半波可控整流电路，共阴极接法与共阳极接法的自然换相点在相位上互差（）。A.B.C.D.8.下列不属于变频器主电路组成部分的是（）。A.整流单元B.逆变单元C.中间直流环节D.控制单元9.在西门子S7-300PLC中，定时器T的分辨率设定为S5TIME#100MS，则该定时器的时基为（）。A.10msB.100msC.1sD.10s10.电气控制线路设计中，若需要实现“多地控制”，其接线原则是（）。A.动合触点串联B.动断触点并联C.启动按钮并联，停止按钮串联D.启动按钮串联，停止按钮并联11.步进电动机通电后，若转子齿未对齐定子齿，则定子、转子齿之间会产生（）。A.切向磁拉力B.径向磁拉力C.轴向磁拉力D.电磁斥力12.交流测速发电机输出电压的特性是指（）。A.输出电压与转速成正比B.输出电压与转速成反比C.输出电压与转速的平方成正比D.输出电压与负载电阻成正比13.在自动控制系统中，若希望系统无静差，调节器应选用（）。A.P调节器B.PI调节器C.PD调节器D.惯性环节14.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）属于（）复合器件。A.MOSFET与GTRB.MOSFET与SCRC.GTR与SCRD.MOSFET与MOSFET15.维修电工在检修设备时，为保证安全，必须严格执行（）制度。A.停电、验电、挂牌、装设接地线B.停电、挂牌、装设接地线C.验电、停电、挂牌D.停电、验电、装设接地线16.某三相异步电动机的铭牌标有“380V/220V，Y/Δ”，若电源电压为380V，则定子绕组应采用（）接法。A.YB.ΔC.串联D.并联17.在电子电路中，常用的滤波电路是将（）转换为平滑的直流电。A.脉动直流电B.交流电C.恒定直流电D.脉冲信号18.当变频器的输入电压降低时，为了维持恒转矩调速，变频器会（）。A.降低输出频率B.提高输出频率C.自动降低输出电压D.自动补偿输出电压19.示波器使用时，若显示的波形幅度过大，应调节（）旋钮。A.X轴增益B.Y轴增益C.扫描微调D.触发电平20.在数控机床电气故障维修中，首先应检查（）。A.数控系统参数B.PLC程序C.电源电压及熔断器D.伺服驱动器二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。多选、少选、错选均不得分）1.关于三相桥式全控整流电路，下列说法正确的有（）。A.必须有触发电路B.是一个六脉波整流器C.晶闸管承受的反向电压峰值等于变压器二次线电压峰值D.α=时，输出电压平均值为E.电阻性负载时，电流波形可能出现断续2.PLC编程语言中，符合IEC61131-3标准的语言有（）。A.梯形图（LD）B.语句表（STL）C.功能块图（FBD）D.顺序功能图（SFC）E.C语言3.造成直流电动机电刷下火花过大的原因包括（）。A.电刷压力过小或过大B.电刷与换向器接触不良C.电刷位置不在中性线上D.电动机过载E.换向器表面粗糙4.变频器常见的故障代码类型包括（）。A.过流（OC）B.过压（OU）C.过热（OH）D.欠压（LU）E.编程错误5.在自动调速系统中，转速负反馈的作用是（）。A.稳定转速B.增加机械特性硬度C.扩大调速范围D.消除静差E.加速过渡过程6.电子电路中，用于信号放大的有源器件包括（）。A.三极管B.场效应管C.运算放大器D.电感E.电容7.电气设备通电试车前，应检查的内容有（）。A.接线是否正确B.绝缘电阻是否合格C.保护接地（接零）是否可靠D.熔体规格是否匹配E.控制回路功能是否正常8.步进电动机的主要性能指标包括（）。A.步距角B.静态转矩C.矩频特性D.额定转速E.功率因数9.绘制电气原理图时，一般应遵循的原则有（）。A.主电路用粗实线，控制电路用细实线B.同一电器的各部件按其实际位置画在一起C.所有电器触点按线圈未通电或不受外力作用时的状态画出D.各电器元件按功能布置，尽可能按动作顺序排列E.有直接电联系的交叉导线连接点用黑圆点表示10.伺服电动机与普通异步电动机相比，其特点是（）。A.具有闭环控制特性B.响应速度快C.控制精度高D.结构简单，成本低E.运行效率极高三、判断题（共15题，每题1分，共15分。对的打“√”，错的打“×”）1.晶闸管导通后，撤除门极触发信号，晶闸管会立即关断。（）2.变频器的主回路中，中间直流环节的电容作用是滤波和平波。（）3.PLC的输入继电器I和输出继电器Q的地址号可以重复使用。（）4.在基尔霍夫定律中，对于任意节点，流入电流的代数和等于零。（）5.直流电动机的弱磁调速只能在额定转速以上进行。（）6.逻辑代数中，A+7.测绘电气图时，对于复杂的电子线路，应先画出方框图，再画出具体的电路图。（）8.漏电保护器既可以用作人身触电保护，也可以用来防止线路漏电引起的火灾。（）9.交流伺服电动机为了消除自转现象，转子电阻设计得较大。（）10.运算放大器在深度负反馈状态下，其输入阻抗趋近于无穷大。（）11.电气控制线路中，热继电器的热元件应串联在电动机的主电路中。（）12.三相异步电动机的定子绕组串接电阻降压启动，属于有级调速。（）13.编码器主要用于检测位置和速度，通常安装在电机轴上。（）14.使用万用表测量电阻时，不需要将被测电路的电源切断。（）15.在闭环控制系统中，给定电压不变，若反馈电压增大，则偏差电压必然减小。（）四、填空题（共10题，每空1分，共10分分）1.三相半波可控整流电路，电阻性负载，控制角α=2.PLC的工作方式采用______扫描工作方式。3.直流电动机的电磁转矩公式为T=Φ，若保持磁通Φ不变，电枢电流4.变频器常用的制动方式有能耗制动、回馈制动和______制动。5.在电子电路中，若要将正弦波转换为方波，可以采用______电路。6.电气控制电路中，接触器的______触点具有灭弧装置，用于通断主电路。7.555定时器内部由两个电压比较器、一个基本RS触发器、一个放电三极管和三个______电阻组成。8.旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件，主要用于测量______。9.在自动控制原理中，PID调节器中的“D”代表______控制。10.为了防止干扰，PLC的接地线应采用______接地方式。五、简答题（共4题，每题5分，共20分）1.简述变频器参数设置中，加速时间和减速时间对运行的影响？如果设置不当会有什么后果？2.什么是PLC的扫描周期？它主要受哪些因素影响？3.简述直流电动机换向器产生火花的主要原因及处理方法。4.在维修电气设备时，如何区分由于机械原因导致的故障和电气原因导致的故障？六、计算题（共2题，每题10分，共20分）1.一台三相桥式全控整流电路，输入相电压=220V，负载为阻性负载=10(1)计算输出电压平均值。(2)计算负载电流平均值。(3)计算流过晶闸管的电流有效值（注：可忽略换相重叠角，波形系数按=1.73估算）。2.某直流他励电动机，额定功率=10kW，额定电压=220V，额定电流=(1)计算电动机的电动势系数。(2)若电枢回路串入电阻=1.6Ω进行调速，负载转矩为额定转矩不变，求此时电动机的转速七、综合分析题（共2题，每题15分，共30分）1.某生产机械采用变频器控制的三相异步电动机拖动，控制要求如下：(1)系统具备正反转控制，由外部按钮SB1（正转）、SB2（反转）、SB3（停止）控制。(2)运行频率由外部电位器模拟量输入（0-10V）给定。(3)具有过载保护功能，由热继电器FR提供信号。(4)当变频器发生故障时，立即切断主电路电源并报警指示。请分析：a.画出该控制系统的主电路与控制电路原理图（文字描述关键连接方式）。b.若在运行中，电动机转速不稳定，时快时慢，请分析可能的原因及排查步骤。2.现有一台采用PLC控制的自动上料小车，其工作过程为：小车停在原位（A处），按下启动按钮后，小车前进至B处装料，装料延时5秒后，小车后退返回A处卸料，卸料延时3秒后，自动再次前进至B处，如此循环。按下停止按钮后，小车完成当前循环后停止在原位。请根据上述要求：a.列出PLC的I/O分配表。b.设计状态转移图（SFC）或梯形图（LD）的逻辑思路（可用文字详细描述程序逻辑结构）。c.若小车在前进过程中突然断电，恢复供电后要求小车能继续断电前的动作，请说明在程序设计中应如何实现。参考答案及解析一、单项选择题1.B解析：在电阻性负载可控整流电路中，控制角α越大，导通角θ越小，晶闸管在电源周期内导通的时间越短，因此输出电压平均值减小。2.A解析：保持U/f为常数（恒压频比）控制，是为了在变频调速过程中保持气隙磁通3.B解析：“与”逻辑表示所有条件都满足时结果才发生。两个输入信号同时为ON，即逻辑“与”关系。4.A解析：测绘时，先通过实物查线画出电路接线图，搞清线路的实际连接关系，然后再依据接线图整理绘制出原理图，这样能确保原理图的准确性。5.B解析：改变电枢回路电阻调速属于有级调速，且电枢电阻越大，转速降Δn6.B解析：多谐振荡器产生矩形脉冲信号。电容充放电回路的时间常数（RC）决定了电容电压达到阈值的时间，从而决定了输出脉冲的频率（占空比）。7.D解析：三相半波整流电路中，共阴极组在相电压正半周的自然换相点换相，共阳极组在相电压负半周的自然换相点换相，两者在相位上互差。8.D解析：变频器主电路（PowerCircuit）主要包括整流器（交-直）、中间直流电路（滤波）和逆变器（直-交）。控制单元属于控制电路。9.B解析：S5TIME#100MS表示时基为100ms。S7定时器的时基通常有10ms,100ms,1s,10s。10.C解析：多地控制原则：启动按钮（动合）需要并联，任一处按下均可启动；停止按钮（动断）需要串联，任一处按下均可切断电路。11.A解析：步进电机工作时，利用定子绕组产生的磁场吸引转子齿，当转子齿未对齐时，磁力线力图走磁阻最小路径，从而产生切向磁拉力使转子转动。12.A解析：交流测速发电机的输出电压幅值与转速成正比，频率与励磁电源频率相同，与转速无关。13.B解析：积分（I）调节器能消除稳态误差（静差）。比例（P）调节器存在静差，微分（D）主要用于改善动态特性。因此PI调节器可实现无静差控制。14.A解析：IGBT是MOSFET（输入端，高输入阻抗，电压驱动）和GTR（输出端，低导通压降，高电流密度）的复合器件。15.A解析：“停电、验电、挂牌、装设接地线”是保证检修人员安全的技术措施和组织措施的核心，缺一不可。16.A解析：电源电压380V对应铭牌上的380V档位，该档位指定子绕组采用星形（Y）接法。若用三角形接法，每相绕组承受电压将超过额定值。17.A解析：整流电路输出的是脉动直流电，含有纹波，滤波电路的作用就是滤除交流分量，输出平滑的直流电。18.D解析：变频器具有电压补偿功能（转矩提升）。当输入电压降低时，为维持磁通恒定，变频器会自动提高输出电压的比率，补偿电压降。19.B解析：Y轴增益（衰减）旋钮用于调节示波器垂直方向上显示波形的幅度大小。20.C解析：检修任何电气设备，首先应检查电源是否正常，包括电压等级、缺相情况以及熔断器是否完好，这是最基础也是最常见的故障点。二、多项选择题1.ABCD解析：A是必须的；B是六脉波整流；C晶闸管承受的最大反向电压为线电压峰值；Dα=0时=2.34（为相电压）；E电阻性负载且α>时电流断续，但在2.ABCD解析：IEC61131-3标准定义了5种编程语言：LD（梯形图）、STL（指令表）、FBD（功能块图）、SFC（顺序功能图）、ST（结构化文本）。C语言不是标准名称，虽然ST类似C。3.ABCDE解析：电刷压力、接触状况、位置（中性线）、负载情况、换向器表面状态等都是影响火花的重要因素。4.ABCD解析：OC（过流）、OU（过压）、OH（过热）、LU（欠压）是变频器最常见的四大类硬件/运行故障。编程错误通常导致无法运行或语法错误，不一定是运行时的故障代码类型，但广义上也算。这里选最典型的物理故障。5.ABC解析：转速负反馈能稳定转速、提高硬度、扩大调速范围。但不能消除静差（除非配合积分调节器），且主要影响稳态性能，对加速过程可能有抑制作用而非加速。6.ABC解析：三极管、场效应管、运放都是有源器件，能对信号进行放大。电感和电容是无源元件。7.ABCDE解析：通电试车前必须全面检查接线、绝缘、接地、保护元件及初步的逻辑功能。8.ABC解析：步距角、静态转矩、矩频特性是步进电机的关键指标。步进电机通常不讨论额定转速（取决于脉冲频率）和功率因数。9.ACDE解析：B错误，电气原理图中，同一电器的各部件（如线圈和触点）是根据电路逻辑分散画在不同位置的，不是按实际位置，需用同一文字符号标注。10.ABC解析：伺服电机强调闭环、高精度、快响应。普通异步电机通常开环，结构简单。三、判断题1.×解析：晶闸管是半控型器件，导通后，只要阳极电流大于维持电流，即使撤除门极信号，仍保持导通。必须关断主电路或加反压才能关断。2.√解析：中间直流环节的大电容起滤波作用，使电压平稳；大电感起平波作用，使电流平稳。3.×解析：PLC的地址是唯一的，输入继电器I和输出继电器Q的地址号不能重复使用，否则会造成冲突。4.×解析：基尔霍夫电流定律（KCL）规定：对于任意节点，流入电流的代数和等于零（或流入等于流出）。题目说“流入...等于零”没有指明是代数和，且通常表述为“代数和为零”或“流入=流出”。严格来说，若定义流入为正，流出为负，则代数和为0。题目表述不够严谨，且容易引起歧义，通常判错。但在某些语境下若指代数和为0则对。此处按严谨判错，应强调“代数和”。5.√解析：弱磁调速（减小磁通）只能在额定转速以上进行，且磁通减小，转速升高。6.×解析：逻辑代数中，A+1=7.√解析：先画方框图理清信号流程，再细分单元电路，这是测绘复杂电子线路的标准方法。8.√解析：漏电保护器的主要功能就是防止人身触电和监测漏电火灾隐患。9.√解析：交流伺服电机为克服自转（控制信号消失后仍旋转）现象，转子电阻设计得很大，使机械特性变软，产生制动转矩。10.√解析：理想运算放大器在深度负反馈下，由于“虚短”和“虚断”，输入阻抗趋近于无穷大。11.√解析：热继电器热元件串联在主电路中检测电流，其常闭触点串联在控制电路中切断控制回路。12.×解析：定子绕组串接电阻降压启动属于“降压启动”，目的是减小启动电流，不是调速。13.√解析：编码器是位置和速度检测传感器，常安装在电机轴尾端。14.×解析：测量电阻必须在断电状态下进行，否则可能损坏万用表或测量不准。15.√解析：闭环系统中，偏差E=。若给定不变，反馈增大，则E四、填空题1.断续解析：三相半波电路电阻性负载，当α>时，输出电压波形出现断续。α2.循环解析：PLC采用循环扫描的工作方式，即周而复始地执行输入采样、程序执行、输出刷新。3.正解析：电磁转矩平衡方程T=+，稳态时T≈。公式T=Φ4.反接解析：常见电气制动方式：能耗制动、反接制动、回馈制动。5.比较器（或施密特触发）解析：比较器可以将模拟信号转换为开关信号（方波），施密特触发器具有滞回特性，常用于波形整形。6.主解析：接触器的主触点容量大，有灭弧装置，用于主电路；辅助触点用于控制电路。7.5k解析：555定时器内部有3个5kΩ电阻串联组成分压器，为比较器提供参考电压。8.角位移（或转角）解析：旋转变压器输出电压的幅值或相位与转子转角成正比或余弦关系，用于测量角度。9.微分解析：PID指比例、积分、微分。D即Derivative，微分控制反映误差的变化率，具有超前调节作用。10.独立解析：PLC接地应采用专用接地极，即独立接地，避免与强电共地产生干扰。五、简答题1.答：影响：加速时间设定了变频器从0Hz加速到最高频率所需的时间；减速时间设定了从最高频率减速到0Hz所需的时间。后果：若加速时间设置过短，变频器输出频率上升过快，电动机转子转速跟不上同步转速，导致转差率过大，引起过流跳闸（OC）或转矩过大冲击机械。若减速时间设置过短，频率下降快，电动机处于再生发电制动状态，能量回馈至中间直流回路，导致泵升电压过高，引起过压跳闸（OU）。若设置过长，则系统响应慢，影响生产效率。2.答：定义：PLC扫描周期是指PLC完成一次完整的工作循环所需的时间。一次循环包括：输入采样（读取输入状态）、程序执行（执行用户程序）、输出刷新（将结果写入输出端口）三个阶段。影响因素：用户程序的长度和复杂程度（指令条数越多、运算越复杂，耗时越长）。PLC的CPU性能（运算速度）。I/O点的数量和类型（扫描I/O需要时间）。通信服务时间（如果有PLC联网或连接HMI）。3.答：主要原因：电磁原因：如电枢反应使物理中性线偏离几何中性线，换向元件中感应电势过大。机械原因：如换向器表面不光洁、云母片突出、电刷压力不当、电刷与换向器接触不良、转子不平衡等。负载原因：严重过载。处理方法：调整电刷位置，使其位于物理中性线上（可加装换向极）。研磨换向器表面，排除云母片突出。调整电刷压力，更换同型号合格电刷。消除过载。4.答：区分方法：断电测试：切断电源后，手动转动电机或传动机构。若转动灵活、无卡死、无异响，则机械部分可能正常；若转动沉重或卡死，则存在机械故障（轴承损坏、负载卡死等）。通电观察：送电点动操作。若电机嗡嗡响而不转，或电流异常大，可能是机械负载过重或卡死；若电机不转且无任何声音，可能是电气断路。参数测量：测量电机绕组电阻、绝缘电阻，若正常，则倾向于机械故障；若电阻不平衡或接地，则为电气故障。替换法：在条件允许时，将电机或控制板替换，若换后正常，则原部件为故障源。六、计算题1.解：三相桥式全控整流电路，=220V，(1)计算输出电压平均值：公式：===(2)计算负载电流平均值：=(3)计算流过晶闸管的电流有效值：对于三相桥式电路，流过每个晶闸管的电流是负载电流的矩形波（导通120度）。负载电流有效值=（对于平波电感负载）或近似。题目未提及电感，按电阻性负载α=晶闸管电流有效值==(注：题目提示波形系数按1.73估算，即=/2.解：(1)计算电动势系数：公式：==又==(2)计算串电阻后的转速n：负载转矩不变，则T=Φ不变，因Φ不变，故保持为额定值。反电势EE转速n七、综合分析题1.答：a.主电路与控制电路原理描述：主电路：三相电源经断路器QF、接触器KM主触点接入变频器输入端（R,S,T）；变频器输出端（U,V,W）接热继电器FR的热元件，再接三相异步电动机。变频器需配置制动电阻（如有）。控制电路：启动/停止：SB1（正转）、SB2（反转）常开触点分别接至PLC输入端（或变频器数字输入端，如DIN1,DIN2）；SB3（停止）常闭触点接输入端。给定：外部电位器（0-10V）接至变频器模拟量输入端（如AI1,+10V,GND）。保护：热继电器FR的常闭触点串联在控制回路电源或PLC输入端，用于过载保护。故障：变频器故障输出继电器（常闭触点）串联在接触器KM线圈回路中。一旦变频器故障，内部继电器动作，切断KM线圈电源，KM主触点断开，切断变频器主电源，同时故障信号可送至PLC触发报警指示灯HL。b.转速不稳定原因及排查：原因分析：1.信号干扰：模拟量给定信号（0-10V）受到电磁干扰，导致频率给定波动。2.电位器接触不良：外部电位器炭膜磨损或滑动触点接触不良。3.负载波动：机械负载忽大忽小，导致转速下降（若转矩补偿不足）。4.加减速时间设置不当：参数设置过短导致频繁加减速震荡。5.PID参数设置不当：若使用了闭环PID控制，P、I、D参数不合