高级维修电工技师考试题及答案

高级维修电工技师考试题及答案一、单项选择题（共20题，每题1分）1.在自动控制系统中，若想消除系统的稳态误差，应引入（）。A.比例调节B.积分调节C.微分调节D.前馈调节2.西门子S7-300PLC中，定时器T37的计时单位是（）。A.1msB.10msC.100msD.1s3.变频器在减速过程中出现过电压报警，主要原因可能是（）。A.减速时间设置过短B.负载转矩过大C.电源电压过低D.加速时间设置过长4.测绘数控机床电气图时，首先应绘制（）。A.电气原理图B.接线图C.框图D.位置图5.下列关于基尔霍夫定律的描述，正确的是（）。A.只适用于直流电路B.只适用于线性电路C.既适用于直流电路也适用于交流电路D.只适用于正弦交流电路6.在三相全控桥式整流电路中，控制角α=60°时，输出电压平均值Ud与输入电压有效值U2的关系为（）。A.Ud=1.17U2cosαB.Ud=2.34U2cosαC.Ud=1.35U2cosαD.Ud=2.45U2cosα7.步进电动机的转速主要取决于（）。A.负载转矩B.绕组电流C.脉冲频率D.步距角8.电气控制线路设计中，互锁环节的主要作用是（）。A.提高控制精度B.防止误操作造成电源短路C.增加控制逻辑D.延长设备寿命9.某三相异步电动机采用Y-Δ降压启动，启动电流是直接启动电流的（）。A.1/√3B.1/3C.1/2D.1/√210.在PLC编程中，将定时器常闭触点串联在输出线圈后面，这种逻辑通常用于实现（）。A.延时启动B.延时断开C.长动控制D.闪烁电路11.晶闸管两端并联RC阻容吸收电路，其主要作用是（）。A.防止过电压B.防止过电流C.提高功率因数D.滤除高次谐波12.编码器输出信号为A、B两相（相位差90°），通过检测两相信号的超前或滞后关系，可以判断（）。A.旋转速度B.旋转方向C.绝对位置D.故障状态13.下列属于过程控制仪表的是（）。A.继电器B.接触器C.变送器D.转换开关14.在维修数控机床时，若发现伺服驱动器显示“过载”，首先应检查（）。A.编码器连线B.机械传动部件是否卡死C.电源电压波动D.控制信号极性15.TTL逻辑电路与CMOS逻辑电路接口时，若TTL驱动CMOS，必须考虑（）。A.电平匹配B.速度匹配C.电流匹配D.功率匹配16.电力系统中，防雷保护的主要设备是（）。A.避雷器B.熔断器C.隔离开关D.负荷开关17.直流调速系统中，改变电枢电压调速属于（）。A.恒转矩调速B.恒功率调速C.变极调速D.变频调速18.计算机控制系统中，采样保持电路的作用是（）。A.滤除噪声B.放大信号C.保证A/D转换期间信号稳定D.提高输入阻抗19.液压电磁阀线圈两端通常并联（）。A.电容B.电阻C.二极管D.电感20.在工业以太网中，常用的通信协议是（）。A.ModbusRTUB.Profibus-DPC.ProfinetD.CC-Link二、多项选择题（共10题，每题2分，全对得2分，漏选得1分，错选不得分）1.下列属于PLC模拟量模块处理的内容有（）。A.A/D转换B.D/A转换C.滤波D.数字量逻辑运算E.PID运算2.变频器参数设置中，关于“下限频率”和“上限频率”的描述，正确的有（）。A.用于限制输出频率的范围B.必须设置在电机额定频率范围内C.上限频率不能高于最高频率D.下限频率可以为0HzE.设置错误会导致变频器无法启动3.造成三相异步电动机温升过高的原因可能有（）。A.电源电压过高或过低B.缺相运行C.负载过重D.定子绕组匝间短路E.通风散热不良4.电气设备接地保护的方式包括（）。A.IT系统B.TT系统C.TN-C系统D.TN-S系统E.TN-C-S系统5.绘制电气原理图时，遵循的原则有（）。A.所有电器元件按图形符号绘制B.同一电器的不同部件可画在不同位置，需标注同一文字符号C.触点按常态绘制D.主电路画在左侧，控制电路画在右侧E.导线交叉处必须画实心圆点6.数控机床电气故障诊断常用的方法有（）。A.直观检查法B.参数检查法C.交换法D.隔离法E.测量比较法7.软启动器的主要功能包括（）。A.降低电动机启动电流B.减少对电网的冲击C.实现平滑停车D.具有过载保护功能E.能够实现精确的速度控制8.关于传感器，下列说法正确的有（）。A.热电偶利用热电效应测温B.光电开关可以检测物体的存在C.接近开关只能检测金属物体D.压力传感器通常输出4-20mA标准信号E.霍尔传感器可用于测量转速9.示波器使用中，触发源的选择可以是（）。A.通道1(CH1)B.通道2(CH2)C.外部触发(EXT)D.市电(LINE)E.内部触发(INT)10.维修电工技师在设备改造中，进行技术改造方案制定时，应考虑的因素有（）。A.先进性B.可行性C.经济性D.安全性E.环保性三、判断题（共15题，每题1分）1.欧姆定律适用于任何电路和任何物质。（）2.PLC的输入/输出继电器采用八进制编号。（）3.变频器的“载波频率”设置越高，电磁干扰越大，但电机运行噪音越小。（）4.涡流探伤可以检测金属材料的表面及近表面缺陷。（）5.逻辑表达式A+AB=A是成立的。（）6.电气设备发生火灾时，应立即用水灭火。（）7.在闭环控制系统中，给定值不变，反馈信号越强，系统稳态误差越小。（）8.步进电机驱动器接收的脉冲信号电压通常为24VDC或5VDC。（）9.万用表测量电阻时，不需要断电。（）10.电气原理图中，QS通常代表隔离开关。（）11.直流电动机的换向极作用是改善换向，消除火花。（）12.串级调速只适用于绕线式异步电动机。（）13.晶体管放大电路中，静态工作点设置过高容易产生截止失真。（）14.Modbus通信协议中，CRC校验用于检测数据传输错误。（）15.技师在进行复杂设备维修时，可以不必完全断电进行带电操作，只要注意安全即可。（）四、填空题（共15题，每题1分）1.在正弦交流电路中，有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间的关系是________。2.某三相异步电动机的磁极对数为2，电源频率为50Hz，则其同步转速为________r/min。3.PLC的扫描过程主要分为三个阶段：输入采样阶段、________、输出刷新阶段。4.变频器的主电路主要由整流单元、________和逆变单元组成。5.电气控制线路中，热继电器的热元件应串联在________中，而其常闭触点应串联在控制电路中。6.常用的直流斩波器三种控制方式是：脉冲宽度控制（PWM）、________和混合控制。7.运算放大器工作在线性区时，必须引入________。8.数控机床的位置检测装置中，光栅尺属于________检测元件。9.西门子S7-200SMART中，移位指令SHRB的数据类型为________。10.电气隔离变压器的主要作用是________和电气隔离。11.某LED数码管显示“8”，若a段损坏不亮，则显示的字符为________。12.在自动控制系统中，将输出量引回到输入端与给定信号进行比较的环节称为________。13.电力电缆绝缘电阻的测量，应使用________兆欧表。14.触摸屏（HMI）与PLC通信时，必须设置一致的________。15.逻辑代数中，若A=0，B=1，则A⊕B（异或）的结果为________。五、简答题（共5题，每题6分）1.简述PLC控制系统与继电器控制系统的主要区别。2.什么是变频器的V/f控制？它有什么优缺点？3.简述三相全控桥式整流电路中，晶闸管承受的电压与电流特点。4.在数控机床维修中，如何利用“参数检查法”进行故障诊断？5.简述接地系统的作用及分类。六、计算题（共2题，每题10分）1.在单相桥式全控整流电路中，负载为电阻性负载R=5Ω。变压器二次侧电压有效值U2=220V，控制角α=60°。(1)计算输出直流电压平均值Ud。(2)计算负载电流平均值Id。(3)计算流过晶闸管的电流平均值IT(AV)。2.某三相异步电动机，额定功率PN=15kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=30A，额定转速nN=1460r/min，过载系数λ=2.2。求：(1)电动机的额定转差率sN。(2)电动机的额定转矩TN。(3)电动机的最大转矩Tmax。七、综合分析题（共3题，每题15分）1.图纸分析题：某机床电气控制系统中，主轴电机采用变频器控制，冷却泵电机采用接触器控制。系统要求：按下启动按钮SB1，主轴电机以20Hz频率正转启动，5秒后自动加速到50Hz运行，同时冷却泵启动；按下停止按钮SB2，主轴电机先减速至0Hz停止，冷却泵立即停止。若变频器发生故障（故障继电器动作），整个系统立即停止并报警灯HL亮。请分析：(1)列出该系统所需的I/O分配表（假设PLC为西门子S7-200SMART）。(2)画出PLC控制程序（梯形图）的逻辑流程图或简要描述关键程序段逻辑。(3)说明变频器加减速时间设置对系统启动性能的影响。2.故障分析与处理题：某加工中心在自动加工过程中，X轴出现“跟随误差超差”报警，伺服驱动器显示无故障代码，但电机有轻微嗡嗡声，且移动速度不均匀。请分析：(1)可能的故障原因有哪些？（至少列出5点）(2)针对上述原因，制定相应的排查步骤。(3)如何利用示波器辅助排查伺服驱动器的编码器反馈信号故障？3.技术改造设计题：有一台老旧的普通车床，其主轴电机为三相笼型异步电机，采用继电器接触器控制，只能有级调速。现要求将其改造为变频无级调速系统，并保留原有的正反转控制及互锁功能，同时增加点动功能用于对刀。(1)请画出改造后的主电路原理图（含变频器主回路）。(2)设计控制电路接线方案，说明如何实现正反转及点动控制（可使用外部端子控制）。(3)说明变频器参数设置的关键步骤及注意事项。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.A4.C5.C6.B7.C8.B9.B10.B11.A12.B13.C14.B15.A16.A17.A18.C19.C20.C二、多项选择题1.ABC2.ACDE3.ABCDE4.ABCDE5.ABCD6.ABCDE7.ABCD8.ABDE9.ABC10.ABCDE三、判断题1.×（欧姆定律不适用于非线性电路）2.√3.√4.√5.√6.×（应使用干粉或二氧化碳灭火器）7.×（反馈信号越强，偏差越小，稳态误差取决于开环增益）8.√9.×（测量电阻必须断电）10.√11.√12.√13.×（静态工作点过高容易产生饱和失真）14.√15.×（严禁违规带电操作，必须遵守安全操作规程）四、填空题1.S²=P²+Q²2.15003.程序执行阶段4.中间直流环节（或滤波电路）5.主电路6.频率控制（PFM）7.深度负反馈8.增量式（或数字）9.BYTE10.安全保护11.012.反馈环节13.1000V（或2500V，视电压等级而定，高压常用2500V，低压常用1000V，此处填1000V或2500V均可，但低压电机多用1000V，考虑到高级技师，应视具体电压等级，通常低压电机测绝缘用500V或1000V，此处填1000V较稳妥）14.波特率（或通信参数、IP地址）15.1五、简答题1.简述PLC控制系统与继电器控制系统的主要区别。答：(1)控制逻辑：继电器采用硬接线逻辑，灵活性差，修改困难；PLC采用存储逻辑，通过程序修改，灵活性强。(2)工作方式：继电器是并行工作方式；PLC是串行循环扫描工作方式。(3)响应速度：继电器机械动作慢，存在触点抖动；PLC由微电子电路控制，速度快，无触点。(4)可靠性与维护：继电器触点寿命有限，接线复杂，故障率高；PLC采用大规模集成电路，抗干扰能力强，具有自诊断功能，维护方便。2.什么是变频器的V/f控制？它有什么优缺点？答：V/f控制是指保持变频器输出电压与输出频率的比值恒定的一种控制方式。优点：控制结构简单，成本较低，机械特性硬度较好，能够满足一般恒转矩负载的调速要求。缺点：低速性能较差，由于定子电阻压降的影响，低频时转矩不足，且系统的动态响应性能较差，不适用于高性能的调速场合。3.简述三相全控桥式整流电路中，晶闸管承受的电压与电流特点。答：(1)电压特点：晶闸管承受的最大正向电压和最大反向电压均为线电压的峰值，即√6U2。在阻断状态下，元件承受的是交流线电压。(1)电压特点：晶闸管承受的最大正向电压和最大反向电压均为线电压的峰值，即√6U2。在阻断状态下，元件承受的是交流线电压。(2)电流特点：流过每个晶闸管的电流平均值是负载电流平均值的1/3，流过每个晶闸管的电流有效值是负载电流有效值的1/√3。晶闸管导通角为120°（电流连续时）。4.在数控机床维修中，如何利用“参数检查法”进行故障诊断？答：数控机床的参数设定不当是引起故障的常见原因。维修时应：(1)查阅机床维修手册，了解系统参数的功能及正常设定值。(2)当发生与伺服、行程、主轴速度等相关的软故障时，检查相关参数是否被修改或丢失。(3)利用系统的参数显示功能，对比当前参数与备份参数（如出厂参数或经过优化的参数）。(4)若发现异常，在确认原因后，重新输入正确的参数，并注意参数修改后的初始化操作（如断电重启）。5.简述接地系统的作用及分类。答：作用：(1)保障人身安全，防止设备绝缘损坏外壳带电时触电。(2)保证电力系统及电气设备的稳定运行，防止过电压损坏设备。(3)为信号电路提供基准电位，抑制干扰。分类：按功能分为：工作接地（如变压器中性点接地）、保护接地（设备外壳接地）、防雷接地、屏蔽接地。按形式分为：IT系统、TT系统、TN系统（TN-C,TN-S,TN-C-S）。六、计算题1.解：单相桥式全控整流电路，电阻性负载，Ud=0.9U2(1+cosα)/2单相桥式全控整流电路，电阻性负载，Ud=0.9U2(1+cosα)/2已知U2=220V,α=60°,R=5Ω(1)Ud=0.9220(1+cos60°)/2(1)Ud=0.9220(1+cos60°)/2=198(1+0.5)/2=198(1+0.5)/2=1980.75=1980.75=148.5(V)(2)Id=Ud/R=148.5/5=29.7(A)(3)晶闸管轮流导通，每个管子导通180°-α=120°（注意：电阻负载全控桥，电流断续时导通角<180，此处α=60，电流连续，导通角120度是错误的，电阻负载全控桥，电流连续条件是α<90，此处α=60，电流连续，导通角应为180度。修正：单相全控桥电阻负载，导通角为180°-α是错误的。全控桥中，每个晶闸管导通角为180°-α仅在电感负载续流时成立？不对。单相桥式全控，电阻负载，VT1,VT4导通180-α？不对。单相全控桥，一组桥臂导通。VT1和VT4同时导通。VT1在α到π+α导通。导通角为π。即180度。）修正计算：晶闸管电流平均值IT(AV)=Id/2（因为有两个轮流导电的回路）IT(AV)=29.7/2=14.85(A)注：单相桥式全控整流，无论电阻还是电感负载，只要电流连续，每个晶闸管导通角均为180°（半周期）。2.解：(1)额定转速nN=1460r/min，极对数p=2（4极电机），同步转速n1=1500r/min。额定转差率sN=(n1nN)/n1=(15001460)/1500=40/1500=0.0267(2.67%)(2)额定转矩TN=9550PN/nN=955015/1460≈98.12(N·m)(2)额定转矩TN=9550PN/nN=955015/1460≈98.12(N·m)(3)最大转矩Tmax=λTN=2.298.12≈215.86(N·m)(3)最大转矩Tmax=λTN=2.298.12≈215.86(N·m)七、综合分析题1.图纸分析题(1)I/O分配表（参考）：输入：I0.0:启动按钮SB1(常开)I0.1:停止按钮SB2(常闭)I0.2:变频器故障信号(常开，故障时闭合)输出：Q0.0:变频器运行/正转(数字量输出)Q0.1:冷却泵接触器KMQ0.2:报警灯HL模拟量输出：AQW0:变频器速度给定(0-10V)(2)程序逻辑描述：网络1：启动逻辑。按下I0.0，置位中间标志位M0.0（运行标志）。网络2：停止逻辑。按下I0.1或I0.2（故障），复位M0.0。网络3：故障报警。当I0.2接通时，置位Q0.2（报警灯亮）；否则复位Q0.2。网络4：变频器控制。当M0.0接通时，Q0.0输出高电平，驱动变频器运行。网络5：冷却泵控制。当M0.0接通时，Q0.1输出高电平，启动冷却泵。网络6：加减速控制。利用定时器或PID，在M0.0接通瞬间，AQW0输出对应20Hz的数值（如4000），启动延时定时器T37，5秒后，将AQW0数值增至对应50Hz的数值（如10000）。停止时，将AQW0线性递减至0。(3)影响：加减速时间设置过短：会导致电机电流过大，变频器可能跳闸（过流或过压），机械冲击大。加减速时间设置过长：系统响应慢，启动过程等待时间过长，影响加工效率。应根据负载惯量合理设置，保证平滑过渡。2.故障分析与处理题(1)可能故障原因：机械传动部分卡滞或润滑不良，导致负载过大。伺服电机与丝杠联轴器松动或键损坏。编码器反馈信号受到干扰或连接不良。伺服驱动器增益参数设置不当（位置环增益过大或过小）。伺服驱动器功率模块损坏或电流检测电路故障。数控系统与伺服驱动器间的位置指令电缆故障。(2)排查步骤：首先检查机械部分，脱开电机与丝杠连接，手动盘动丝杠检查是否顺畅。检查联轴器及紧固螺钉是否松动。检查编码器电缆及动力电缆连接是否牢固，有无破损。观察伺服驱动器显示的电流值，判断是否过载。若脱开电机后运行正常，则问题在机械侧；若仍报警，则问题在电气侧。尝试