国家职业技能鉴定维修电工高级技师试题及答案

国家职业技能鉴定维修电工高级技师试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在PLC梯形图中，同一继电器的常开触点和常闭触点（）。A.只能使用一次B.可以使用无限次C.可以使用两次D.只能使用在输出线圈之后答案：B2.转速负反馈直流调速系统中，当负载增加时，电动机转速下降，系统自动调速后使电动机转速回升。系统调节后，电动机电枢电压将（）。A.增大B.不变C.减小D.不能确定答案：A3.在变频调速系统中，当电动机的旋转速度改变时，其输出转矩会（）。A.不变B.与频率成反比变化C.与频率成正比变化D.在恒功率段与频率成反比，在恒转矩段不变答案：D4.三相半控桥式整流电路，当控制角α=0°时，其输出电压平均值为（）。(设输入相电压有效值为U2)A.0.9U2B.1.17U2C.2.34U2D.1.35U2答案：C5.PROFIBUS-DP现场总线主要用于（）。A.过程自动化B.工厂自动化车间监控网络C.安全关键通信D.楼宇自动化答案：B6.用于将交流电转换成直流电的电路称作（）。A.整流电路B.逆变电路C.斩波电路D.交流调压电路答案：A7.步进电动机的步距角θs与转子齿数Zr、通电方式系数k的关系是（）。A.θs与Zr成正比，与k成正比B.θs与Zr成反比，与k成反比C.θs与Zr成反比，与k成正比D.θs与Zr成正比，与k成反比答案：B8.在闭环控制系统中，若反馈信号与系统给定值信号极性相反，则称为（）。A.正反馈B.负反馈C.复合反馈D.开环答案：B9.一台三相异步电动机，其额定转速为1460r/min，电源频率为50Hz。该电动机的极对数和额定转差率分别为（）。A.2，0.027B.2，0.973C.4，0.027D.4，0.973答案：A10.增量式光电编码器用于测量（）。A.绝对位置B.相对位移量C.电压大小D.电流相位答案：B11.在电气控制系统中，能实现短路保护的电器是（）。A.热继电器B.电压继电器C.熔断器D.交流接触器答案：C12.晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。A.同步电压B.控制电压C.脉冲变压器变比D.电源电压答案：B13.电压型逆变器中间直流环节的储能元件是（）。A.大电感B.大电容C.蓄电池D.电动机答案：B14.三相异步电动机采用Y-△降压启动时，启动转矩是全压启动转矩的（）倍。A.1/√3B.1/3C.√3D.1/2答案：B15.在PLC的指令系统中，用于驱动线圈的指令是（）。A.LDB.ORC.OUTD.AND答案：C16.测量电气设备绝缘电阻时，应选用（）。A.万用表B.兆欧表C.直流电桥D.钳形电流表答案：B17.在自动控制系统中，把输入量（给定值）与反馈量进行比较后得到（）。A.被控量B.扰动量C.偏差量D.控制量答案：C18.交-直-交变频器主电路中的滤波环节，其作用是（）。A.将交流电整流为直流电B.将直流电逆变为交流电C.减小直流电压的脉动D.控制逆变器的输出频率答案：C19.触摸屏通过（）方式与PLC交换信息。A.电气连接B.通信C.I/O信号直接连接D.光电耦合答案：B20.职业道德是指从事一定职业劳动的人们，在长期的职业活动中形成的（）。A.行为规范B.操作程序C.劳动技能D.思维习惯答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于PLC数字量输出接口类型的有（）。A.继电器输出型B.晶体管输出型C.晶闸管输出型D.模拟量输出型答案：A,B,C2.直流电动机的调速方法有（）。A.改变电枢回路电阻B.改变励磁磁通C.改变电枢端电压D.改变电源频率答案：A,B,C3.工业机器人系统通常由以下几部分组成（）。A.机械本体B.驱动系统C.控制系统D.感知系统E.末端执行器答案：A,B,C,D,E4.变频器常见的频率给定方式有（）。A.操作面板给定B.模拟电压/电流给定C.多段速给定D.通信给定答案：A,B,C,D5.下列属于电气图国家标准中规定的项目代号前缀符号的有（）。A.=（用于高层代号）B.（用于种类代号）C.+（用于位置代号）D.：（用于端子代号）答案：A,B,C,D三、填空题（每空1分，共15分）1.三相异步电动机的旋转磁场转速称为________转速，其计算公式为n0=________。答案：同步，60f/p2.PLC的工作过程可分为________、________和________三个阶段，周而复始地循环进行。答案：输入采样，程序执行，输出刷新3.晶闸管导通的条件是：阳极加________电压，阴极加________电压，同时门极加适当的________电压。答案：正向，反向，正向触发4.在电气控制线路中，自锁是利用接触器或继电器的________触点并联在启动按钮两端实现的。答案：常开辅助5.按国际标准，低压电器的额定绝缘电压值大多为________V、________V、________V等。答案：220，380，6606.传感器一般由________、________和________三部分组成。答案：敏感元件，转换元件，测量电路7.职业道德的基本规范包括爱岗敬业、________、办事公道、________、奉献社会。答案：诚实守信，服务群众四、简答题（每题5分，共25分）1.简述变频器在恒转矩负载和恒功率负载下，其输出电压与输出频率的协调控制方式（即U/f控制方式）有何不同。答案：对于恒转矩负载，在基频（额定频率）以下调速时，为了保持电动机主磁通基本恒定，需采用恒压频比（U/f=常数）控制方式，此时电动机输出最大转矩基本不变。在基频以上调速时，由于电压无法超过额定电压，只能保持电压为额定值不变，仅升高频率，此时磁通减弱，转矩减小，功率基本保持不变，属于恒功率调速。2.PLC控制系统设计中，选择PLC型号时主要应考虑哪些因素？答案：主要考虑因素包括：①I/O点数（并留有一定余量，通常为10%-15%）；②存储器容量；③控制功能（如是否需要运动控制、PID、通信联网等）；④扫描速度；⑤编程语言和编程工具的易用性；⑥通信接口类型和数量；⑦扩展能力；⑧工作环境适应性；⑨品牌、价格及售后服务。3.什么是电力电子器件的缓冲电路？其主要作用是什么？答案：缓冲电路（SnubberCircuit）是并联或串联在电力电子器件（如IGBT、晶闸管）两端的电路，通常由电阻、电容、二极管等元件构成。其主要作用是：抑制器件开关过程中产生的过电压（du/dt）和过电流（di/dt），减小开关损耗，将器件的开关轨迹限制在安全工作区内，防止器件因电压电流尖峰而损坏，提高系统的可靠性和电磁兼容性。4.简述工业以太网相较于传统现场总线（如PROFIBUS）在工业自动化应用中的主要优势。答案：主要优势包括：①高带宽，通信速率可达10M/100M/1Gbps甚至更高，能满足大数据量、实时性要求更高的应用；②与办公网络、互联网技术同源，易于实现信息集成和垂直贯通（从车间到管理层）；③标准统一，TCP/IP协议栈开放，设备互联互通性好，减少了对专用协议的依赖；④成本相对较低，相关软硬件资源丰富；⑤支持更远的传输距离（通过光纤）。5.在复杂电气设备维修中，进行故障诊断时应遵循的一般原则和步骤是什么？答案：一般原则：先静后动，先外后内，先机后电，先简后繁，先一般后特殊。一般步骤：①询问调查，了解故障现象和发生过程；②初步检查，观察设备外观、指示、气味、温升等；③阅读分析图纸资料，确定故障可能范围；④利用仪器仪表进行测量，分段分级查找故障点；⑤找出故障元件或线路；⑥排除故障并修复；⑦通电试车，验证设备功能恢复；⑧总结经验，记录归档。五、计算题（每题10分，共20分）1.一台他励直流电动机，额定功率PN=22kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=115A，额定转速nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω。忽略空载转矩。试求：（1）额定运行时的电枢感应电动势EaN；（2）额定运行时的电磁转矩TN；（3）若保持励磁电流不变，将电枢电压降至180V，求此时电动机的稳定转速（设负载转矩仍为额定值）。答案：（1）额定电枢感应电动势：EaN=UNINRa=220V115A0.1Ω=220V11.5V=208.5V（1）额定电枢感应电动势：EaN=UNINRa=220V115A0.1Ω=220V11.5V=208.5V（2）额定电磁功率：PemN=EaNIN=208.5V115A=23977.5W≈23.98kW（2）额定电磁功率：PemN=EaNIN=208.5V115A=23977.5W≈23.98kW额定电磁转矩：TN=9.55PemN/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m额定电磁转矩：TN=9.55PemN/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m（或TN=9.55EaNIN/nN）（或TN=9.55EaNIN/nN）（3）励磁不变时，磁通Φ恒定。额定条件下：EaN=CeΦnN降压后，负载转矩不变（额定值），由于TN=CTΦIa，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia保持不变，即Ia=IN=115A。降压后的电枢感应电动势：Ea'=U'IaRa=180V115A0.1Ω=180V11.5V=168.5V降压后的电枢感应电动势：Ea'=U'IaRa=180V115A0.1Ω=180V11.5V=168.5V由于Ea=CeΦn，且CeΦ为常数，故有Ea/n=常数。因此，降压后的转速n'=(Ea'/EaN)nN=(168.5V/208.5V)1500r/min≈0.8081500r/min≈1212r/min因此，降压后的转速n'=(Ea'/EaN)nN=(168.5V/208.5V)1500r/min≈0.8081500r/min≈1212r/min2.一个由运放构成的同相比例运算电路如下图所示（描述性：输入电压Ui通过电阻接运放同相端，反相端与输出端之间接有反馈电阻Rf，反相端与地之间接有电阻R1）。已知R1=10kΩ，Rf=90kΩ，运放为理想运放。求：（1）电路的电压放大倍数Auf=Uo/Ui；（2）若输入电压Ui=0.5V，求输出电压Uo；（3）该电路的输入电阻和输出电阻特性如何？答案：（1）对于理想运放构成的同相比例运算电路，电压放大倍数Auf=1+(Rf/R1)=1+(90kΩ/10kΩ)=1+9=10（2）当Ui=0.5V时，Uo=AufUi=100.5V=5V（2）当Ui=0.5V时，Uo=AufUi=100.5V=5V（3）由于是理想运放构成的同相比例电路，其输入电阻为无穷大（实际上受运放本身和外围电路限制，但很高），输出电阻为零（实际上很小）。六、综合分析/应用题（每题10分，共20分）1.某设备采用三相异步电动机驱动，由PLC、变频器及触摸屏组成控制系统。现出现故障现象为：触摸屏上启动设备后，电动机不转，但变频器面板有频率显示。请根据此现象，分析可能的故障原因（至少列出5个），并简述相应的排查步骤。答案：可能故障原因及排查步骤：①变频器参数设置错误：检查变频器的启动指令源（是面板、端子还是通信）是否与当前控制方式匹配；检查频率给定源设置是否正确；检查电机参数（功率、电流、转速）是否设置合理。通过变频器面板查看当前运行状态和故障记录。②变频器至电动机的主回路故障：检查变频器U、V、W输出端子至电动机接线是否松动、断路或短路；检查电动机本身是否损坏（如绕组断路、相间短路、对地短路）。可用万用表测量通断和绝缘电阻。③控制信号线路故障：若PLC通过端子控制变频器，检查PLC输出点至变频器对应控制端子（如正转FWD、反转REV）的接线是否可靠，该点是否有输出信号。可用万用表测量通断和电压。④通信故障（若采用通信控制）：检查PLC与变频器之间的通信电缆连接是否可靠；检查通信参数（站号、波特率、数据格式）双方是否一致；检查PLC程序中的通信指令是否正确执行。查看通信错误标志位。⑤机械卡死：检查电动机与负载之间的联轴器或传动机构是否被卡住，手动盘车检查是否灵活。⑥变频器存在故障保护：虽然面板有显示，但可能处于故障锁定状态，需复位。查看变频器故障代码，根据代码含义排查。⑦外部故障端子输入：检查变频器的外部故障输入端子是否被误触发（如急停信号、热继电器信号等）。排查步骤应遵循先易后难：先观察变频器状态和报警信息→检查参数设置→检查控制信号线路和PLC输出→检查主回路接线→检查电动机和机械部分。2.设计一个用PLC控制的三相异步电动机Y-△降压启动控制程序（不要求画出主电路）。要求：按下启动按钮SB1，电动机接成Y形启动，5秒后自动转换为△形连接全压运行。按下停止按钮SB2，电动机立即停止。过载时，热继电器FR动作，电动机也应停止。请分配I/O地址，并写出满足上述要求