电工高级技师考试题库及答案

电工高级技师考试题库及答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1.在自动化控制系统中，能够将物理量（如温度、压力、流量）转换为电信号输出的装置通常称为（）。A.执行器B.传感器C.控制器D.继电器【答案】B【解析】传感器的作用是检测被测量的物理量，并将其按照一定的规律转换成电信号或其他便于传输和处理的信号形式。执行器（A）是接收控制信号并驱动物理动作的设备；控制器（C）是系统的核心处理单元；继电器（D）是电控制器件。2.三相异步电动机变频调速控制中，若要保持恒转矩调速，在改变频率的同时，必须保持（）为常数。A.定子电压B.定子电流C./D./【答案】C【解析】三相异步电动机的电磁转矩与气隙磁通成正比，而气隙磁通主要由定子电压和频率的比值决定。为了在调速过程中保持磁通恒定，从而获得恒转矩特性，必须保持/（电压频率比）为常数。3.在PLC编程中，用于处理周期性信号或需要定时控制的指令是（）。A.MOV指令B.CMP指令C.TON（通电延时定时器）指令D.JMP指令【答案】C【解析】TON指令即通电延时定时器，常用于需要延时接通或时间控制的逻辑中。MOV是传送指令，CMP是比较指令，JMP是跳转指令。4.西门子S7-300/400PLC中，OB块是（）。A.组织块B.功能块C.功能D.数据块【答案】A【解析】OB（OrganizationBlock）是组织块，是操作系统和用户程序之间的接口，决定了用户程序的结构。FB是功能块，FC是功能，DB是数据块。5.下列关于电力半导体器件的描述中，正确的是（）。A.IGBT（绝缘栅双极型晶体管）属于全控型器件，具有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降优点。B.晶闸管（SCR）属于全控型器件，可以通过门极信号控制其导通和关断。C.电力MOSFET是双极型器件，耐压高但开关速度慢。D.GTO（门极可关断晶闸管）不能通过门极负脉冲关断。【答案】A【解析】IGBT综合了MOSFET和GTR的优点，是现代变频器的主流器件。晶闸管（SCR）是半控型器件，只能控制导通不能控制关断。电力MOSFET是单极型器件，开关速度快但耐压相对较低。GTO可以通过门极负脉冲关断。6.在复杂的电气控制线路中，为了区分各个电器的线圈与触点，通常采用（）原则。A.电压等级一致B.电流等级一致C.等电位D.功率平衡【答案】C【解析】等电位原则是指在电路图中，所有连接在一起的导线（即同一节点）具有相同的电位。在绘制和阅读电路图时，遵循等电位原则可以避免错误连接，确保电路逻辑正确。7.一台三相变压器，额定电压/=10/0.4kA.28.9AB.50AC.72.2AD.1250A【答案】A【解析】三相变压器额定电流计算公式为=。高压侧=≈8.谐波对电网的主要危害不包括（）。A.增加线路损耗B.引起电网电压谐振C.提高功率因数D.干扰通信系统【答案】C【解析】谐波会增加线路和变压器的损耗（A），可能引发并联谐振导致过电压（B），其高频分量会通过电磁感应干扰通信（D）。谐波通常导致功率因数降低（因为畸变功率的存在），而不是提高。9.在数控机床的电气维修中，当出现“伺服驱动器未准备好”的报警时，首先应检查（）。A.机床机械精度B.伺服驱动器的电源输入电压C.PLC的输入/输出信号状态D.加工程序代码【答案】C【解析】“未准备好”通常是控制链路中的信号缺失。检查PLC的I/O状态可以快速定位是哪个互锁信号（如急停、门开关、使能信号）未接通，从而阻止了驱动器进入准备好状态。电源电压和机械精度通常是后续检查步骤。10.高压断路器在电力系统中主要起（）作用。A.控制电路通断和保护B.测量电能C.防止雷击D.补偿无功功率【答案】A【解析】高压断路器不仅能切断和接通正常负荷电流，还能在故障发生时迅速切断巨大的短路电流，起到控制和保护双重作用。11.下列接地系统中，不允许有电气设备的外露可导电部分单独接地的是（）。A.IT系统B.TT系统C.TN-C系统D.TN-S系统【答案】C【解析】TN-C系统是保护零线（PE）与工作零线（N）合一的系统（PEN线）。在该系统中，所有设备的外壳必须通过PEN线接地，严禁单独接地，否则一旦发生漏电且PEN线断裂，单独接地的设备外壳将带电，引发危险。12.软启动器的主电路通常采用（）作为调压元件。A.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）B.电力二极管C.晶闸管（SCR）交流调压电路D.可变电阻器【答案】C【解析】软启动器通过改变晶闸管的导通角来调节加在电动机定子绕组上的电压，从而限制启动电流。IGBT多用于变频器，可变电阻器无法实现电子平滑控制。13.在闭环控制系统中，PID调节器中的“D”指的是微分作用，其主要作用是（）。A.消除稳态误差B.加快响应速度，改善系统动态性能C.防止系统超调D.滤除高频噪声【答案】B【解析】微分作用根据误差的变化率进行调节，具有预见性。它能提前预判误差的变化趋势，从而加快系统的响应速度，改善系统的动态特性，减少超调。消除稳态误差主要靠积分（I）作用。14.触摸屏（HMI）与PLC通讯时，除了需要设置正确的波特率外，还必须设置一致的（）。A.电压等级B.站号/地址C.屏幕分辨率D.内存大小【答案】B【解析】在通讯协议中，站号（或从站地址）用于区分网络上的不同设备。如果HMI设置的站号与PLC不一致，HMI将无法找到并访问PLC。15.某放大电路的输入信号为10mV，输出信号为A.10dBB.40dBC.60dBD.100dB【答案】B【解析】电压放大倍数==。增益用分贝表示为=16.在西门子WinCCflexible组态软件中，用于连接外部变量地址的元素是（）。A.按钮B.I/O域C.矩形D.文本列表【答案】B【解析】I/O域是用于显示和输入过程值的对象，它可以与PLC的变量地址（如DB块、M区、Q区）进行连接，实现数据的双向交换。17.下列关于步进电动机的说法，错误的是（）。A.步进电机可以将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移。B.步进电机的转速与脉冲频率成正比。C.步进电机具有自锁能力，断电后转子能保持在最后停止的位置。D.步进电机在负载转矩超过最大静转矩时，只会减速，不会丢步。【答案】D【解析】步进电机的一个主要缺点是容易丢步。当负载转矩过大或启动频率过高时，电机无法跟上脉冲的变化，就会出现丢步现象，导致实际位移少于理论位移。18.伺服驱动器通过控制（）来实现对伺服电机位置、速度和转矩的精确控制。A.输入电压的幅值B.输入电流的相位C.输入脉冲的频率和数量D.负载的惯量【答案】C【解析】在位置控制模式下，伺服驱动器接收上位机发送的脉冲串。脉冲的频率决定了电机的转速，脉冲的数量决定了电机转动的角度（位置）。19.在电气控制电路设计中，对于频繁操作、电流较大的交流接触器，为了防止触点过热，通常采用（）。A.银基合金触点B.铜触点C.铝触点D.钨触点【答案】A【解析】银的导电性好且氧化膜（氧化银）也导电，接触电阻小且稳定。银基合金触点具有抗熔焊、耐磨损的特点，适合大电流频繁通断的场合。20.为了防止西门子S7-200SMARTPLC在断电时丢失重要数据，应将数据存储在（）。A.V区B.M区C.断电保持存储区D.T区【答案】C【解析】普通的V区、M区在断电后数据会丢失（除非超级电容供电时间耗尽）。断电保持存储区是专门设计的非易失性存储区域，断电后数据不会丢失。21.在直流调速系统中，改变电枢电压调速属于（）。A.恒功率调速B.恒转矩调速C.弱磁调速D.变极调速【答案】B【解析】直流电动机在额定磁通下，电磁转矩T=Φ。当保持磁通Φ不变，调节电枢电压U时，允许的电枢电流（即额定电流）不变，故允许的转矩不变，属于恒转矩调速。弱磁调速（22.示波器探头上的“1X”和“10X”开关，其主要作用是（）。A.改变测量电流的量程B.改变测量电压的量程并提高输入阻抗C.改变时基D.滤除直流分量【答案】B【解析】“10X”档位将输入信号衰减10倍，从而扩展示波器的电压测量范围。同时，该档位通常能大幅提高探头的输入阻抗（如从1MΩ提高到10MΩ），减小对被测电路的负载效应。23.在自动化生产线中，用于检测物体位置的有无、不接触物体的传感器通常是（）。A.电感式接近开关B.光电传感器C.热电偶D.压力传感器【答案】B【解析】光电传感器利用光的发射和接收来检测物体，检测距离远，且不限于金属材质。电感式接近开关只能检测金属物体。热电偶测温度，压力传感器测压力。24.PLC梯形图编程中，两个线圈输出指令（如OUT）可以（）。A.并联驱动B.串联驱动C.双重输出（双线圈）D.嵌套驱动【答案】A【解析】在梯形图中，线圈代表输出，逻辑上它们不能串联（因为同一时刻只能有一个状态），但可以并联驱动，即多个逻辑条件驱动同一个输出。双线圈（C）在程序中通常是禁止的，因为后面的执行结果会覆盖前面的。25.变频器的“制动单元”和“制动电阻”主要用于（）。A.启动时的限流B.减速或停止时的能耗制动C.运行时的功率因数校正D.保护电机免受过压【答案】B【解析】当电机快速减速时，处于发电制动状态，产生再生能量回馈给变频器直流母线，导致泵升电压。制动单元和电阻的作用是消耗这部分多余的能量，使直流电压保持在安全范围内。26.下列逻辑函数表达式中，与逻辑图“两个常开触点串联后与一个常闭触点并联”逻辑一致的是（）。A.YB.YC.YD.Y【答案】B【解析】设两个常开触点为A、B，常闭触点为C。A与B串联为A·B，然后与C―27.在电气设备的绝缘电阻测试中，对于额定电压为500V以下的低压电气设备，应选用（）兆欧表。A.250VB.500VC.1000VD.2500V【答案】C【解析】根据电气安全规程，500V以下的电气设备，绝缘电阻测试应选用1000V兆欧表；500V以上的设备，选用2500V兆欧表。28.电力系统中，中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，允许（）运行。A.立即跳闸B.1~2小时C.长期D.视电压大小而定【答案】B【解析】在中性点非有效接地系统（小电流接地系统）中，发生单相接地时，三相线电压依然对称，不影响对用户的供电，因此允许短时间（通常为1~2小时）继续运行，以便查找故障点。29.在西门子S7-1200/1500PLC中，使用FB（功能块）编程时，必须指定一个（）。A.全局变量B.背景数据块（InstanceDB）C.共享数据块D.组织块【答案】B【解析】FB是带背景数据块的功能块，用于存储其静态变量（临时数据在堆栈中，断电丢失；静态数据需保存在DB中）。每次调用FB都需要分配一个背景数据块来保存该次调用的状态数据。30.某正弦交流电压u=A.311VB.220VC.311VD.110V【答案】B【解析】正弦量的最大值=311V，有效值二、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。请判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。）31.变频器的主回路主要由整流单元、中间直流环节和逆变单元组成。（）【答案】√【解析】这是典型的交-直-交变频器结构，整流（AC转DC），中间滤波（储能），逆变（DC转AC）。32.PLC的输入模块主要用于接收外部开关量信号，如按钮、行程开关等，并将其转换为PLC内部能识别的电平信号。（）【答案】√【解析】输入模块的核心功能是信号调理和隔离，将现场的各种信号统一转换为CPU能处理的TTL或CMOS电平。33.漏电保护器（RCD）不仅可以防止人身触电，还可以用于防止线路短路故障。（）【答案】×【解析】漏电保护器检测的是剩余电流（漏电流），主要用于人身触电保护和接地故障保护。短路故障电流巨大，应由熔断器或断路器（过流脱扣器）来保护。34.伺服电机的编码器反馈信号断开后，电机通常会立即停止运转并报警。（）【答案】√【解析】伺服系统是闭环控制系统，编码器提供位置/速度反馈。一旦反馈丢失，驱动器无法进行闭环控制，为安全起见会立即封锁输出并报警。35.在电气原理图中，同一电器的各个部件（如线圈和触点）可以画在图中的不同位置，但必须使用相同的文字符号标注。（）【答案】√【解析】这是电气制图的基本原则（分散表示法），便于阅读复杂的电路逻辑。36.三相四线制供电系统中，中性线（零线）上不允许安装熔断器。（）【答案】√【解析】如果零线装熔断器且熔断，当三相负载不平衡时，负载中性点会发生漂移，导致某相电压升高烧毁设备，因此零线严禁断开。37.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。（）【答案】×【解析】静态工作点过高，接近饱和区，输入信号增大时容易进入饱和区，产生饱和失真；工作点过低才容易产生截止失真。38.ModbusRTU通讯协议比ModbusASCII通讯协议的通讯速率更快，因为RTU模式传输的是二进制数据，而ASCII传输的是字符数据。（）【答案】√【解析】RTU模式数据密度高，相同数据量下传输的字节数少，因此效率更高，适合工业现场。39.步进电机驱动器的“细分”功能主要是为了提高步进电机的最高运行速度。（）【答案】×【解析】细分功能的主要作用是减小步距角，提高电机的分辨率和平稳性。虽然细分可以改善低速性能，但通常不是直接为了提高最高速度，最高速度主要受驱动器电压和电机电感影响。40.变频器的加速时间设置得越短，电机的启动电流就越小。（）【答案】×【解析】加速时间越短，意味着频率上升越快，电机转速变化率大，为了克服负载惯性维持该加速度，电机需要更大的动态电流，启动电流反而会增大。41.在西门子PLC中，定时器（TON）的计时条件消失后，定时器的当前值（PT）会自动清零。（）【答案】×【解析】对于接通延时定时器（TON），当使能断开时，定时器复位，当前值清零。但题目表述较为笼统，对于保持型定时器（TONR），使能断开后当前值保持不变。若指代普通TON，S7-200/300/400/1200中TON断电复位是正确的，但S7-300/400中S5定时器需要复位指令。针对最通用的IEC定时器（S7-1200/1500及S7-200SMART的TON），断开确实复位。此处判定为正确更符合现代PLC逻辑，但严格来说S5定时器不自动复位。鉴于题目未指定PLC类型，通常指代标准TON特性：断开复位。但在某些语境下考察“自动”二字，可能指不需要复位指令。考虑到高级技师考试严谨性，S7-300/400S5定时器断开不复位，需R指令。因此本题判错。修正解析：在西门子S7-300/400PLC中，经典的S5定时器在输入信号断开后，定时器停止计时但当前值保持，必须通过复位指令（R）才能清零。在S7-1200/1500及S7-200SMART的IEC定时器中，断开则自动复位。由于“高级技师”常涉及S7-300/400，判定为错误更为严谨。42.电容滤波电路适用于负载电流较大的场合，而电感滤波电路适用于负载电流较小的场合。（）【答案】×【解析】恰恰相反。电感滤波电路利用电感电流不能突变的特性，带负载能力强，输出电压受负载影响小，适用于大电流场合。电容滤波电路在负载电流增大时（负载电阻减小），输出电压纹波增大，平均值下降，适用于小电流场合。43.热继电器在电动机控制电路中主要用作短路保护。（）【答案】×【解析】热继电器利用电流的热效应，主要用于电动机的过载保护和断相保护，不能用于短路保护（因为热惯性大，动作慢）。44.数控机床的参考点（机床原点）是机床上一个固定的点，由机床制造商设定，通常作为坐标计算的基准点。（）【答案】√【解析】机床参考点是机床坐标系的原点，是建立工件坐标系的基础，是物理固定的基准。45.在PLC梯形图中，线圈右边不能出现触点。（）【答案】√【解析】梯形图遵循从左到右、从上到下的执行顺序。线圈代表逻辑输出，必须位于逻辑行的最右端，右边不能连接任何逻辑触点。46.两台三相异步电动机同轴连接，极对数分别为1对和2对，则它们的同步转速之比为2:1。（）【答案】√【解析】同步转速=。转速与极对数成反比。=1,=47.为了保证测量的准确性，电压表的内阻应尽可能小，电流表的内阻应尽可能大。（）【答案】×【解析】电压表并联在电路中，内阻越大分流越小，对电路影响越小，测量越准；电流表串联在电路中，内阻越小分压越小，测量越准。48.逆变桥的换流是指将电流从一个臂（或器件）转移到另一个臂（或器件）的过程。（）【答案】√【解析】换流是变流技术中的术语，指电流从一条支路转移到另一条支路的过程，是逆变器工作的核心。49.在工业以太网中，PROFINET是基于标准以太网技术的实时工业以太网标准。（）【答案】√【解析】PROFINET是西门子推出的开放式工业以太网标准，使用TCP/IP和IT标准，同时实现了实时通讯。50.气动执行元件具有结构简单、动作迅速、工作可靠、成本低等优点，但输出力较小且稳定性较差。（）【答案】√【解析】气动系统以压缩空气为介质，具有清洁、快速、廉价的特点，但空气具有可压缩性，导致运动速度和输出力稳定性不如液压，且输出力相对较小。三、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请将正确的答案填在题中的横线上。）51.一个线圈电感为L=100mH，通过的电流i=10sin【答案】超前【解析】电感元件的电压相位超前电流相位。52.西门子S7-300PLC的模拟量输入模块通常将模拟信号（如0-10V）转换为数字量，其分辨率通常为位或更高。【答案】12/13/15/16【解析】常见的S7-300模拟量模块（如SM331）有12位、13位、14位、15位、16位等分辨率，视具体型号而定，填12或16均可。53.在电力拖动控制系统中，通常采用作为主令电器，用于发布控制命令。【答案】按钮/主令控制器/万能转换开关【解析】按钮是最常见的主令电器。54.变频器的控制方式主要有U/f控制、和矢量控制。【答案】转差频率控制【解析】变频器控制方式的发展历程通常为：U/f控制->转差频率控制->矢量控制->直接转矩控制。55.PLC的工作方式是循环扫描，其扫描过程主要包括输入采样、和输出刷新三个阶段。【答案】程序执行【解析】PLC扫描周期：输入采样->程序执行->输出刷新。56.某三相异步电动机的型号为Y2-132M-4，其中“4”表示该电机的为4。【答案】磁极数/极数【解析】电机型号最后的数字通常代表极数，4代表4极电机（2对极）。57.在电气互锁电路中，利用的常闭触点串联在对方线圈回路中，以防止两个接触器同时吸合造成电源短路。【答案】接触器【解析】正反转控制中，利用KM1的常闭触点串在KM2回路，KM2的常闭触点串在KM1回路。58.示波器探头补偿调节时，应将探头连接到示波器自带的信号输出端。【答案】方波/校准【解析】示波器面板通常有一个方波输出口（如1kHz，0.5V或5V），用于探头补偿调节。59.伺服电机的控制模式主要分为位置控制、速度控制和控制。【答案】转矩【解析】伺服驱动器三大控制模式：位置、速度、转矩。60.在数控机床中，PLC主要用于处理信号，如刀库选刀、冷却液控制等辅助功能。【答案】开关量/离散量/辅助【解析】CNC中CNC负责轨迹控制（连续量），PLC负责逻辑控制（开关量/辅助功能）。61.电力电缆在进行直流耐压试验时，应在试验结束并放电后，直接通过接地。【答案】接地线/专用放电棒【解析】试验后必须通过接地线或放电棒充分放电，以确保安全。62.继电保护装置的“四性”是指选择性、快速性、灵敏性和。【答案】可靠性【解析】继电保护四大基本要求。63.气体放电光源（如荧光灯、高压钠灯）的功率因数较低，通常需要并联进行补偿。【答案】电容器【解析】气体放电灯呈感性，需并联电容提高功率因数。64.西门子WinCC中，变量前缀“@”通常表示该变量是变量。【答案】内部/本地【解析】在WinCC中，内部变量（InternalVariable）有时用特定符号标识，或者指代非外部PLC变量。注：此题考察特定软件知识，若指代TIAPortal中变量标签，可能无通用前缀。若指代WinCCclassic，内部变量无需连接。此处考察“@”在脚本或特定语境下的含义，或指代“外部”变量的特定写法。更正：在WinCCflexible中，内部变量直接建立。在WinCCOA或脚本中可能涉及。若题目意指外部变量地址通常包含如“S7VariableName”。修正：此题可能考察较为生僻的知识点或特定语境。在西门子S7PLC中，%表示地址。在WinCC中，通常无强制前缀。若题目特指某些脚本中的对象，@可能指对象本身。考虑到出题严谨性，改为更通用的知识点。替换题目：在工业现场总线中，Profibus-DP主要用于级的通讯。【答案】现场设备/分散控制单元/I/O【解析】Profibus-DP是专为自动化领域与分散外围设备之间高速数据通讯设计的。65.为了消除直流电动机换向器上的火花，通常在电刷与换向器接触处安装装置。【答案】刷握/刷架【解析】或者更准确地说是“补偿绕组”或“换向极”来改善换向。但“刷握”是物理安装部件。从改善换向原理看，换向极更准确。修正：题目问“安装...装置”，通常指物理结构。但为了消除火花，核心是“换向极”。填“换向极”或“补偿绕组”更符合高级技师理论深度。填“刷握”略显机械。此处定为“换向极”。四、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分。）66.简述变频器的基本参数设置步骤及其含义。【答案】（1）电机参数设置：包括电机额定功率、额定电压、额定电流、额定频率、额定转速、极对数等。这些参数用于变频器内部建立电机模型，进行保护计算和矢量控制运算。（2）控制方式选择：选择U/f控制、矢量控制（无PG或带PG）或直接转矩控制。根据负载特性和控制精度要求选择。（3）启动/停止方式：设置启动加速时间、停止减速时间、启动频率等，以适应机械惯性，避免过流或过压。（4）加减速曲线：选择线性或S形加减速，使运行更平稳。（5）频率源选择：设定频率的来源，如面板给定、模拟量输入（0-10V/4-20mA）、通讯给定或多段速给定。（6）保护功能：设置过载保护电流、电子热继电器参数等。67.什么是PLC的扫描周期？影响PLC扫描周期长短的主要因素有哪些？【答案】PLC的扫描周期是指PLC从读取输入状态、执行用户程序、直到输出刷新结果，这一过程所需的时间。PLC是按循环扫描方式工作的，扫描周期是循环操作的时间标准。影响扫描周期长短的主要因素有：（1）用户程序的长度和复杂度：程序指令越多，逻辑越复杂（如复杂的数学运算、PID指令），执行时间越长。（2）PLC的CPU性能：CPU的时钟频率和处理速度直接影响指令执行快慢。（3）I/O点数：输入采样和输出刷新需要时间，I/O点数越多，耗时越长。（4）通讯服务时间：如果在扫描周期内包含通讯任务（如与上位机、变频器通讯），通讯数据量越大，耗时越长。（5）中断处理：如果有中断事件发生，CPU会插入中断服务程序，增加扫描周期。68.简述三相交流异步电动机能耗制动的工作原理。【答案】能耗制动原理：当切断异步电动机的三相交流电源后，立即在定子绕组中通入直流电。（1）定子绕组通入直流电后，在电机气隙中产生一个静止的恒定磁场。（2）转子由于惯性继续旋转，切割该静止磁场，从而在转子绕组中产生感应电动势和感应电流。（3）转子电流与静止磁场相互作用，产生电磁转矩。根据左手定则，该转矩方向与转子旋转方向相反，是制动转矩。（4）该制动转矩消耗了转子的动能（转化为电能并最终以热能形式消耗在转子回路电阻中），使电机迅速停转。69.在电气控制系统中，为什么需要“互锁”控制？请举例说明。【答案】互锁控制是为了保证控制逻辑的安全性和唯一性，防止两个相互冲突的动作同时发生，从而造成设备损坏、电源短路或人身伤害。举例：（1）电动机正反转控制：KM1控制正转，KM2控制反转。如果没有互锁，且KM1和KM2同时吸合，其主触点会将两相电源直接短路，造成严重的相间短路事故。因此，将KM1的常闭触点串在KM2线圈回路中，KM2的常闭触点串在KM1线圈回路中，确保一个接触器吸合时，另一个线圈电路被断开，无法吸合。（2）机床进给控制：防止丝杠正反向传动同时啮合导致机械损坏。70.简述热继电器与熔断器在电动机保护电路中的功能区别及配合关系。【答案】功能区别：（1）热继电器：利用电流的热效应，主要用于电动机的长期过载保护和断相保护。其热惯性大，动作延迟明显，不能用于短路保护。（2）熔断器：利用电流的热熔断原理，主要用于电路的短路保护。其动作速度快，但在过载保护时特性不稳定（轻微过载可能不熔断），且熔断后需更换。配合关系：在电动机主电路中，两者通常串联使用。熔断器作为短路保护的后备保护，当发生短路故障时，熔断器瞬间熔断切断电源；热继电器作为过载保护，当电机长期过载时，热继电器双金属片弯曲推动机构动作，通过控制电路切断接触器线圈电源。71.简述数控机床中“参考点”返回（回零）操作的目的及常见回零方式。【答案】目的：（1）建立机床坐标系：机床断电后，系统会失去对坐标位置的记忆。回零操作使机床各轴回到一个固定的物理基准点（机床原点），从而确定机床坐标系的原点。（2）消除位置误差：通过回零，消除丝杠反向间隙等机械误差，确保加工精度。常见回零方式：（1）栅格挡块回零（有开关回零）：电机旋转带动工作台移动，压下减速开关后减速，继续寻找编码器的一转信号（栅格零点）作为参考点。（2）距离编码回零（无开关回零）：利用绝对式编码器或带距离码的光栅尺，无需减速开关，只需在任意位置移动一段距离，系统即可通过编码器数据计算出绝对坐标位置。五、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分。要求写出必要的计算过程和公式。）72.在RLC串联电路中，已知电阻R=30Ω，电感L=127（1）电路的感抗、容抗和总阻抗Z；（2）电路中的电流有效值I；（3）电路的有功功率P。【答案】解：（1）计算感抗和容抗：电源角频率ω==电路总阻抗模值：|（2）计算电流有效值：电压有效值UI（3）计算有功功率：P（或者P=UIco答：感抗为40Ω，容抗为80Ω，阻抗为50Ω；电流有效值为4.473.一台三相异步电动机，额定功率=15kW，额定电压=380V（1）电动机的额定转差率；（2）电动机的额定转矩；（3）电动机的最大转矩。【答案】解：（1）计算额定转差率：根据额定转速=1460r/mi=（2）计算额定转矩：=注意：公式中单位为kW，单位为r/m=（3）计算最大转矩：=答：额定转差率约为0.0267；额定转矩约为98.12N·m74.某直流他励电动机，额定电压=220V，额定电流=100（1）电动机的额定输入功率；（2）电枢回路中的铜损耗；（3）电动机的额定输出功率（即效率η不考虑其他损耗）。【答案】解：（1）额定输入功率：=（2）电枢铜损耗：=（3）额定输出功率：忽略空载损耗（铁损、机械损、附加损），输出功率等于输入功率减去铜损。=答：额定输入功率为22kW；电枢铜损耗为1k75.有一星形连接的三相对称感性负载，每相阻抗Z=10+（1）负载的相电压；（2）负载的相电流和线电流；（3）三相总有功功率P。【答案】解：（1）计算相电压：星形连接时，线电压是相电压的倍。=（2）计算电流：阻抗模值|相电流=星形连接时，线电流等于相电流。=（3）计算总有功功率：功率因数cP或者利用P=P答：负载相电压为220V；相电流和线电流均为15.56A；三相总有功功率约为六、综合分析题（本大题共3小题，每小题13.7分，共41分。要求分析透彻，逻辑清晰。）76.分析下图（假设为三相异步电动机双重互锁正反转控制电路）的工作原理，并说明如何进行故障排查。（注：文字描述电路结构：主电路有KM1、KM2主触点；控制电路有SB1停止，SB2正转启动，SB3反转启动，KM1、KM2常开自锁触点，KM1、KM2常闭互锁触点。）【答案】电路工作原理分析：（1）正转启动：按下正转启动按钮SB2，KM1线圈得电。KM1主触点闭合，电动机正序电源接通，电动机正转。KM1常开辅助触点闭合，实现自锁，松开SB2后KM1持续吸合。KM1常闭辅助触点断开，切断KM2线圈回路，实现互锁，防止KM2误吸合。（2）反转启动：按下反转启动按钮SB3，KM2线圈得电。KM2主触点闭合，电动机反序电源接通，电动机反转。KM2常开辅助触点闭合，实现自锁。KM2常闭辅助触点断开，切断KM1线圈回路，实现互锁。（3）停止：按下停止按钮SB1，控制回路断电，KM1或KM2线圈失电，主触点断开，电机停转。故障排查步骤：（1）电机不转：检查电源是否正常，熔断器是否熔断。按下启动按钮，测量线圈两端电压。若无电压，检查控制回路接线是否断路，按钮接触是否良好。若有电压但接触器不吸合，检查线圈是否烧毁（测电阻）。若接触器吸合电机不转，检查主电路触点是否接触良好，电机绕组是否断路。（2）只能正转不能反转（或反之）：检查对应的启动按钮SB3（或SB2）触点是否闭合。检查互锁触点（KM1常闭或KM2常闭）是否复位或接触不良。检查KM2（或KM1）线圈是否完好。（3）按下启动按钮接触器吸合，松开即断开：检查自锁触点（常开触点）是否接触不良或接线松动。（4）接触器吸合后噪音大或震动：检查铁芯端面是否有油污或异物。检查短路环是否断裂。检查电源电压是否过低。77.某自动化生产线采用PLC控制，使用西门子S7-1200CPU，通过PROFINET连接一台G120变频器控制输送带电机，并安装有一个光电传感器用于计数。现在要求：设计一段控制程序，实现以下功能：（1）按下启动按钮（I0.0），输送带运行，频率设定为30Hz；（2）运行过程中，光电传感器（I0.1）每检测到一个物体，计数器（MW10）加1；（3）当计数器数值达到50时，输送带自动停止，并点亮报警灯（Q0.0）；（4）按下复位按钮（I0.2），清除计数器并熄灭报警灯，系统复位等待下次启动。请简要说明PLC程序设计思路（梯形图逻辑描述），并说明变频器需设置哪些关键参数。【答案】PLC程序设计思路：（1）主控制逻辑（启停控制）：使用“置位/复位”指令或“线圈”指令构建运行标志位（如M0.0）。按下I0.0（启动），置位M0.0；按下I0.2（复位）或计数满（比较指令），复位M0.0。将M0.0连接到PROFINET输出字（假设为QW16）的控制字位（如运行ON/OFF位），或者通过工艺对象（TO）的Start、Stop指令控制。（2）频率给定：当M0.0接通时，将频率值30Hz转换为十六进制整数（需换算，如4000对应100%，则30Hz对应1200，视变频器缩放比例而定），传送到PROFINET输出字的频率给定地址（如QW18）。（3）计数逻辑：在主程序中，利用光电传感器I0.1的上升沿（使用TRIG指令或边沿检测指令）触发加法指令（ADD）。每检测到上升沿，MW10自加1。（4）比较与报警逻辑：使用比较指令（CMP==）判断MW10是否等于50。若等于50，复位运行标志位M0.0（停止电机），同时置位Q0.0（报警灯亮）。（5