维修电工高级工试题库及答案

维修电工高级工试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在PLC的梯形图程序中，下列哪个元件线圈不能直接与左母线相连？A.输入继电器B.输出继电器C.辅助继电器D.定时器线圈答案：D2.三相异步电动机采用Y-Δ降压启动时，启动转矩是直接启动时的多少倍？A.1/3B.1/√3C.1/2D.1/4答案：A3.在直流调速系统中，改变电枢电压调速方式适用于哪种直流电动机？A.他励电动机B.串励电动机C.并励电动机D.复励电动机答案：A4.测量1Ω以下的电阻，应选用下列哪种仪表？A.直流单臂电桥B.直流双臂电桥C.万用表的欧姆档D.兆欧表答案：B5.在转速负反馈单闭环直流调速系统中，引入（）环节可以有效抑制转速超调。A.电流截止负反馈B.电流正反馈C.电压负反馈D.微分负反馈答案：A6.步进电动机的转速与下列哪个参数成正比？A.脉冲频率B.脉冲宽度C.脉冲幅度D.相电流大小答案：A7.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，控制角α的移相范围是：A.0°~90°B.0°~120°C.0°~150°D.0°~180°答案：B8.一台50Hz的三相异步电动机，其额定转速为1440r/min，则该电动机的极对数和额定转差率分别为：A.2对，0.04B.2对，0.06C.4对，0.04D.4对，0.06答案：C9.变频器在基频以下调速时，为了维持电动机主磁通恒定，应采用哪种控制方式？A.恒压频比（U/f=常数）B.恒功率控制C.恒转矩控制D.恒电流控制答案：A10.晶闸管触发电路必须满足：触发脉冲与主回路电源电压（）。A.同频率B.同相位C.同步D.同幅值答案：C11.在PLC指令系统中，用于并联一个常开触点的指令是：A.LDB.ANDC.ORD.ANI答案：C12.测量车间电气设备绝缘电阻时，应优先选用额定电压为（）的兆欧表。A.250VB.500VC.1000VD.2500V答案：B13.交-直-交电压型变频器中，中间直流环节的储能元件是：A.大电感B.大电容C.大电阻D.开关管答案：B14.下列哪种传感器属于数字式传感器？A.热电阻B.光电编码器C.应变片D.差动变压器答案：B15.在三相四线制供电系统中，中性线的作用是保证负载的（）对称。A.线电压B.相电压C.线电流D.相电流答案：B16.一台他励直流电动机拖动恒转矩负载运行，若只减小励磁电流，则电动机的转速将：A.升高B.降低C.不变D.不确定答案：A17.电力晶体管（GTR）在电力电子电路中主要工作在（）状态。A.放大B.饱和与截止（开关）C.截止D.线性答案：B18.PLC的扫描工作过程主要分为输入采样、程序执行和（）三个阶段。A.自诊断B.通信处理C.输出刷新D.中断处理答案：C19.为了消除接触器的触点抖动，常在控制线圈两端并联（）。A.电阻B.电容C.电感D.二极管答案：B20.用于短路保护的电器是：A.热继电器B.过电流继电器C.时间继电器D.速度继电器答案：B21.增量式光电编码器输出A、B两相相位差90°的脉冲信号，可用于测量电机的（）。A.绝对位置B.转速和转向C.电流大小D.磁场强度答案：B22.在三相异步电动机反接制动过程中，当转速接近于零时，应及时（），防止电动机反转。A.切断电源B.增大电阻C.减小电流D.降低电压答案：A23.下列调速方法中，不属于三相异步电动机调速方法的是：A.变极调速B.变频调速C.改变转差率调速D.改变电枢电阻调速答案：D24.测量电流时，电流表应（）在被测电路中。A.串联B.并联C.混联D.任意连接答案：A25.可编程控制器的输出接口中，既可驱动交流负载又可驱动直流负载的类型是：A.继电器输出型B.晶体管输出型C.晶闸管输出型D.双向可控硅输出型答案：A26.三相全控桥式整流电路带大电感负载，其输出电流波形近似为一条（）。A.正弦波B.方波C.三角波D.平直直线答案：D27.在自动控制系统中，开环控制系统与闭环控制系统最本质的区别在于有无（）。A.被控对象B.控制器C.执行机构D.反馈环节答案：D28.熔断器在电路中主要起（）保护作用。A.过载B.短路C.失压D.欠压答案：B29.使用示波器观测信号时，要使波形稳定显示，必须调整（）旋钮。A.聚焦B.辉度C.触发电平D.X轴位移答案：C30.电力MOSFET是（）控制型器件。A.电流B.电压C.电阻D.功率答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分，全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错或不选得0分）1.下列属于PLC模拟量输入/输出模块功能的是：A.将现场传感器送来的标准模拟信号转换为数字信号B.将PLC内部的数字信号转换为标准模拟信号输出C.直接驱动大功率交流接触器D.对数字信号进行隔离和放大E.处理高速脉冲信号答案：A,B2.三相异步电动机的制动方式通常包括：A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动（发电制动）D.直接制动E.电容制动答案：A,B,C3.直流调速系统常用的反馈信号有：A.转速负反馈B.电压负反馈C.电流正反馈D.电流截止负反馈E.功率负反馈答案：A,B,D4.变频器的主要外围设备及配件包括：A.输入/输出电抗器B.无线电噪声滤波器C.制动单元及制动电阻D.直流电抗器E.漏电保护器答案：A,B,C,D5.提高功率因数的意义在于：A.提高供电设备的利用率B.减少线路电压损失C.降低线路功率损耗D.节约电能E.提高负载的工作电压答案：A,B,C,D6.电气设备接地的主要目的是：A.保证人身安全（保护接地）B.保证电力系统正常运行（工作接地）C.防止雷击和过电压（防雷接地）D.防止静电危害（防静电接地）E.为了设备美观答案：A,B,C,D7.造成PLC输入点误动作的常见原因可能有：A.输入信号线受强电干扰B.输入传感器供电不稳C.输入COM端接触不良D.PLC电源电压过低E.程序逻辑错误答案：A,B,C,D8.以下属于自动控制系统中典型环节的是：A.比例环节B.积分环节C.微分环节D.惯性环节E.振荡环节答案：A,B,C,D,E9.选择电流互感器时，应考虑的主要参数有：A.额定电压B.额定电流比C.准确度等级D.额定容量（或额定负载）E.接线方式答案：A,B,C,D10.工业控制网络（如现场总线）相对于传统点对点接线方式的主要优点有：A.大大减少布线数量，降低成本B.提高系统的可靠性和可维护性C.便于实现设备间的信息交互与集中监控D.信号传输速度更快E.所有设备必须相同品牌答案：A,B,C三、判断题（每题1分，共15分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.热继电器可以用来作为电动机的短路保护。（）答案：×2.在PLC的梯形图中，线圈可以放在最左边，与左母线直接相连。（）答案：×3.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是电流控制型全控器件。（）答案：×（是电压控制型）4.变频器输出侧可以加装改善功率因数的电容器。（）答案：×5.三相异步电动机的转子转速总是低于同步转速。（）答案：√6.用万用表测量可控硅的阳极与阴极之间的正反向电阻，均应为无穷大。（）答案：×（反向电阻无穷大，正向电阻在触发前也很大，但不一定是无穷大）7.步进电动机的步距角与负载大小有关。（）答案：×8.在直流电动机调速系统中，转速负反馈属于正反馈。（）答案：×9.漏电保护器（剩余电流动作保护器）的工作原理是基于基尔霍夫电流定律。（）答案：√10.PLC的输入继电器状态仅由外部输入信号决定，不能用程序驱动。（）答案：√11.交-交变频器可以直接将工频交流电变换成频率可调的交流电，中间没有直流环节。（）答案：√12.电压互感器运行时，二次侧可以短路。（）答案：×13.在电力电子装置中，缓冲电路（吸收电路）的主要作用是限制器件关断时的电压上升率。（）答案：√14.伺服驱动系统通常采用位置闭环、速度闭环或电流闭环控制。（）答案：√15.触摸屏本身是一个输入设备，它内部没有独立的CPU和操作系统。（）答案：×（现代工业触摸屏是一个独立的HMI设备，有CPU和操作系统）四、填空题（每空1分，共20分）1.三相异步电动机的同步转速n1与电源频率f1及磁极对数p的关系式为：`n1=______`。答案：60f1/p2.可编程控制器的编程语言中，最常用的是______语言和指令表语言。答案：梯形图3.晶闸管导通的条件是：阳极加______电压，门极加足够的______电压和电流。答案：正向，正向4.变频器的基本构成主要由______电路、中间直流环节、______电路和控制电路组成。答案：整流，逆变5.测量电动机绕组对地绝缘电阻时，应选用______表，其额定电压一般选择______V。答案：兆欧（或绝缘电阻），5006.在电气控制原理图中，同一电器的各个部件（如线圈和触点）用______的文字符号标注。答案：相同7.直流双臂电桥又称______电桥，适合测量______的电阻。答案：凯尔文，小值（或1Ω以下）8.自动控制系统稳定的充分必要条件是：系统闭环传递函数的极点全部位于复平面的______。答案：左半部分9.IGBT是______和______的复合器件。答案：MOSFET（绝缘栅场效应晶体管），GTR（电力晶体管）10.在PLC中，S7-200系列CPU224的输入点数为______，输出点数为______。答案：14，10（此为典型值，具体型号可能有变，以常见教学型号为准）11.增量式PID控制算法中，输出控制量的增量Δu(k)与______偏差、______偏差和______偏差有关。答案：当前，上一次，上上次（或：比例，积分，微分）12.为防止可逆调速系统中的环流，通常采用______控制或______控制。答案：逻辑无环流，错位无环流五、简答题（每题5分，共25分）1.简述PLC与继电器-接触器控制系统相比的主要优点。答案：（1）可靠性高，抗干扰能力强。（2）编程简单，易于掌握和修改。（3）通用性强，使用灵活。（4）体积小，功耗低，维护方便。（5）功能强大，可实现复杂的逻辑控制、模拟量控制、通信联网等功能。2.简述变频器在基频（额定频率）以上调速时，为什么采用恒功率调速方式？答案：在基频以上调速时，定子电压受限于额定电压不能升高，只能保持额定电压不变。根据电机学公式，当电压U1不变、频率f1升高时，主磁通Φm将减小（因为U1≈E1=4.44f1N1Φm）。电动机转矩与磁通和转子电流有功分量的乘积成正比，磁通减小导致转矩下降。而功率P≈Tn，在某一较高转速范围内，转矩下降与转速上升相互补偿，使输出功率近似恒定，故称为恒功率调速。在基频以上调速时，定子电压受限于额定电压不能升高，只能保持额定电压不变。根据电机学公式，当电压U1不变、频率f1升高时，主磁通Φm将减小（因为U1≈E1=4.44f1N1Φm）。电动机转矩与磁通和转子电流有功分量的乘积成正比，磁通减小导致转矩下降。而功率P≈Tn，在某一较高转速范围内，转矩下降与转速上升相互补偿，使输出功率近似恒定，故称为恒功率调速。3.什么是“互锁”控制？在电动机正反转控制电路中如何实现？答案：“互锁”控制是指利用两个（或多个）控制元件的常闭触点相互制约，使得它们不能同时动作的控制方式。在电动机正反转控制电路中，通常将正转接触器（KM1）的常闭辅助触点串入反转接触器（KM2）的线圈回路中，同时将反转接触器（KM2）的常闭辅助触点串入正转接触器（KM1）的线圈回路中。这样，当KM1线圈得电时，其常闭触点断开，切断了KM2线圈的通路，即使误按反转启动按钮，KM2也无法得电，反之亦然，从而防止了电源相间短路。4.简述直流调速系统中转速负反馈和电流截止负反馈各自的作用。答案：转速负反馈：构成转速闭环，是调速系统的主反馈。它能检测转速偏差并自动进行调节，减小静态速降，扩大调速范围，提高转速的稳态精度和抗负载扰动能力。电流截止负反馈：属于保护性环节。当电枢电流超过设定的截止值时，该环节起作用，产生强烈的负反馈作用，使整流输出电压迅速下降，从而限制最大电流，起到“挖土机特性”的效果，保护电动机和晶闸管装置在启动、堵转等情况下不会因电流过大而损坏。5.进行电气设备维修作业前，必须落实哪些安全技术措施？答案：（1）停电：断开所有可能送电到检修设备的电源开关，并采取防止误合闸的措施。（2）验电：使用合格、相应电压等级的验电器在设备进出线两侧各相分别验电。（3）装设接地线：在可能来电的各侧装设临时接地线，并三相短路。（4）悬挂标示牌和装设遮栏：在工作地点悬挂“在此工作”标示牌，在相邻带电设备前和禁止通行的过道上悬挂“止步，高压危险”等标示牌，必要时装设临时遮栏。六、计算题（每题8分，共16分）1.一台他励直流电动机，额定数据如下：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω。忽略空载转矩。（1）求额定运行时的电磁转矩TeN。（2）若保持电枢电压和励磁电流为额定值，在电枢回路中串入0.5Ω电阻，求电动机稳定运行时的转速。答案：（1）额定电枢电动势：EaN=UNINRa=2201150.1=208.5V（1）额定电枢电动势：EaN=UNINRa=2201150.1=208.5V额定电磁功率：PemN=EaNIN=208.5115≈23977.5W额定电磁功率：PemN=EaNIN=208.5115≈23977.5W额定电磁转矩：TeN=9.55PemN/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m额定电磁转矩：TeN=9.55PemN/nN=9.5523977.5/1500≈152.7N·m（2）串入电阻RΩ=0.5Ω后，负载转矩不变（恒转矩负载），则电枢电流Ia=IN=115A（因为Te=CTΦIa，Φ不变，Te不变，则Ia不变）。此时电枢电动势：Ea=UNIN(Ra+RΩ)=220115(0.1+0.5)=22069=151V此时电枢电动势：Ea=UNIN(Ra+RΩ)=220115(0.1+0.5)=22069=151V由于励磁电流额定，磁通Φ不变，根据Ea=CeΦn，有Ea/n=EaN/nN所以稳定转速：n=(Ea/EaN)nN=(151/208.5)1500≈1086.3r/min所以稳定转速：n=(Ea/EaN)nN=(151/208.5)1500≈1086.3r/min2.一台三相四极异步电动机，额定频率50Hz，额定转差率sN=0.04。求：（1）电动机的同步转速n1。（2）电动机的额定转速nN。（3）当负载转矩为额定转矩的一半时，假设机械特性为直线，估算此时的转差率。答案：（1）同步转速n1=60f1/p=6050/2=1500r/min（p=极对数=2）（1）同步转速n1=60f1/p=6050/2=1500r/min（p=极对数=2）（2）额定转速nN=n1(1sN)=1500(10.04)=1440r/min（2）额定转速nN=n1(1sN)=1500(10.04)=1440r/min（3）在机械特性线性段（s较小），电磁转矩T与转差率s近似成正比，即T∝s。设额定转矩对应转差率sN=0.04，则半载（T'=0.5TN）时，转差率s'≈0.5sN=0.50.04=0.02。设额定转矩对应转差率sN=0.04，则半载（T'=0.5TN）时，转差率s'≈0.5sN=0.50.04=0.02。七、综合分析/应用题（每题12分，共24分）1.分析下图所示三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路的工作原理，并回答问题。（此处应附控制电路图，图略，文字描述核心逻辑）电路主要元件：电源开关QS，熔断器FU，接触器KM1（电源接触器）、KM2（Y形连接接触器）、KM3（Δ形连接接触器），热继电器FR，时间继电器KT，启动按钮SB2，停止按钮SB1。工作原理简述：按下SB2→KM1、KM2、KT线圈同时得电→KM1主触点闭合接通电源，KM2主触点将电机绕组接成Y形→电机Y形启动。KT开始延时→延时时间到→KT常闭延时触点断开→KM2线圈失电→KM2主触点断开，解除Y形连接；同时KT常开延时触点闭合→KM3线圈得电→KM3主触点闭合，将电机绕组接成Δ形→电机转入Δ形全压运行。KM3常闭辅助触点断开，使KT线圈失电。问题：（1）接触器KM2和KM3的常闭辅助触点串联在对方线圈回路中起什么作用？（2）时间继电器KT的作用是什么？其延时时间整定依据是什么？（3）若在运行中发现电动机只能启动（Y形），不能切换到Δ形运行，可能的原因有哪些？（至少列出三点）答案：（1）起电气互锁作用。防止KM2和KM3同时得电吸合，造成电源短路。（2）KT的作用是控制电动机在Y形连接下的启动时间。其延时时间整定依据主要是电动机的容量、负载惯量以及启动电流的下降情况，通常根据经验或调试设定，确保电动机转速接近额定转速时再进行切换，一般整定在几秒到十几秒。（3）可能原因：a.时间继电器KT损坏（线圈断路、触点接触不良或机械卡死）。b.接触器KM3线圈断路或机械卡阻。c.KM2的常闭辅助触点接触不良，导致KM3线圈回路不通。d.连接KM3线圈的线路有断线或松脱。e.KT的常开延时触点接触不良。2.某设备由一台三相异步电动机拖动，采用西门子S7-200系列PLC和MM420变频器控制。要求实现：（1）在触摸屏上设定电机运行频率（范围5-50Hz）。（2）按下“启动”按钮，电机按设定频率正向运行。（3）按下“停止”按钮，电机自由停车。（4）具有过载保护功能。请完成以下任务：（1）设计主要的硬件连接框图（包括PLC、变频器、电机、触摸屏、按钮等，说明信号类型）。（2）列出实现该控制所需的主要PLC程序步骤（或梯形图网络逻辑）。（3）简述需要对变频器进行哪些基本参数设置。答案：（1）硬件连接框图（文字描述）：触摸屏：通过通讯电缆（如PPI、MPI、以太网）与PLC的通讯口连接，用于设定频率和显示状态。按钮：“启动”（常开）接PLC输入点I0.0；“停止”（常开）接PLC输入点I0.1。热继电器FR常闭触点：接PLC输入点I0.2，作为过载信号。PLC输出点：Q0.0接变频器数字输入端子DIN1（作为启动/停止命令）；PLC的模拟量输出模块（如EM232）的输出通道（AQW0）接变频器的模拟量输入端子（如AIN+，AIN-），用于输出0-10V或4-20mA信号对应0-50Hz。变频器：电源端接三相380V电源，输出端U/V/W接电动机。变频器自身数字输出端子（如继电器输出）可接故障