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（每题1分，共20分）1.在三相异步电动机的调速方法中，属于无级调速且效率较高的是（）。A.变极调速B.变频调速C.改变转差率调速（转子串电阻）D.降压调速答案：B2.在PLC程序中，实现“自锁”功能通常需要用到（）。A.常开触点与线圈并联B.常开触点与线圈串联C.常闭触点与线圈并联D.常闭触点与线圈串联答案：A3.用于测量变频器输出侧绝缘电阻时，应选用（）。A.500V兆欧表B.1000V兆欧表C.万用表高阻档D.钳形表答案：B4.步进电动机的转速主要取决于（）。A.负载大小B.控制脉冲频率C.绕组电压D.环境温度答案：B5.在带电流截止负反馈的晶闸管直流调速系统中，电流截止负反馈主要起（）作用。A.提高机械特性硬度B.扩大调速范围C.实现过流自动保护D.减小静态速降答案：C6.三相全控桥式整流电路（大电感负载）中，晶闸管承受的最大反向电压为（）。（设U2为相电压有效值）A.B.C.2D.答案：B7.伺服系统中的位置检测元件，分辨率高且不受电磁干扰的是（）。A.旋转变压器B.光电编码器C.自整角机D.测速发电机答案：B8.在变频器U/f控制模式下，为了补偿低频时定子电阻的压降影响，保证磁通恒定，通常需要（）。A.提高输出频率B.设置转矩提升C.降低载波频率D.提高直流母线电压答案：B9.对PLC的I/O点进行强制操作，主要用于（）。A.正常生产控制B.程序加密C.程序调试与故障诊断D.提高运行速度答案：C10.一台三相异步电动机额定功率为15kW，额定电压380V，功率因数0.85，效率0.88，其额定电流约为（）A。A.25.3B.30.5C.35.8D.40.2答案：B(计算：==11.触摸屏与PLC通讯时，其画面变量地址必须与（）一致。A.触摸屏内部寄存器B.PLC的I/O端口号C.PLC的编程元件地址D.计算机的IP地址答案：C12.在转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器ACR的作用是（）。A.对电网电压波动起及时抗扰作用B.消除静差，实现无差调节C.输出限幅决定最大电枢电流D.使转速跟随给定变化答案：A13.用于抑制变频器产生的谐波对电网影响，常在其输入侧加装（）。A.交流电抗器B.直流电抗器C.输出滤波器D.制动电阻答案：A14.增量式光电编码器用于测量转速时，若每转脉冲数为1024，在0.5秒内测得脉冲数为8192，则电机转速为（）r/min。A.480B.960C.240D.120答案：B(计算：转速n=15.在PLC的PID指令中，用于设定积分时间的参数是（）。A.比例增益B.积分时间C.微分时间D.采样周期答案：B16.电力场效应晶体管（MOSFET）属于（）控制型器件。A.电流B.电压C.电阻D.功率答案：B17.对一台长期未使用的变频器重新上电前，首先应检查（）。A.输入电压B.输出接线C.直流母线电容D.冷却风扇答案：C18.工业控制网络中，PROFIBUS-DP主要用于（）。A.车间级监控B.现场设备级高速数据交换C.企业信息管理D.无线传感答案：B19.在PLC顺序功能图（SFC）中，两个步之间必须有（）分隔。A.转换条件B.动作框C.跳转指令D.选择分支答案：A20.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的导通压降特性介于（）之间。A.GTR与MOSFETB.SCR与GTOC.MOSFET与GTRD.二极管与晶闸管答案：C二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.可编程控制器（PLC）的硬件系统主要由（）组成。A.中央处理单元（CPU）B.存储器C.输入/输出接口（I/O）D.电源模块E.编程器答案：A,B,C,D,E2.变频器常见的频率给定方式有（）。A.操作面板给定B.外部模拟量给定（0-10V/4-20mA）C.多段速给定D.通信给定E.脉冲给定答案：A,B,C,D,E3.下列属于直流电动机调速方案的有（）。A.调节电枢电压B.改变磁通C.改变电源频率D.电枢回路串电阻E.改变转差率答案：A,B,D4.在电气控制系统中，常用的抗干扰措施包括（）。A.采用屏蔽线缆B.正确接地（一点接地、数字地与模拟地分开）C.设置隔离变压器D.使用滤波器和浪涌吸收器E.软件数字滤波答案：A,B,C,D,E5.伺服驱动系统的基本组成包括（）。A.伺服驱动器B.伺服电机C.位置/速度检测元件D.机械传动机构E.上位控制器（如PLC）答案：A,B,C,D,E三、判断题（每题1分，共10分）1.PLC的输入继电器线圈只能由外部信号驱动，不能在程序内部用指令驱动。（）答案：√2.变频器输出侧可以连接改善功率因数的电容器。（）答案：×(严禁连接，会导致过流损坏变频器)3.步进电动机的步距角在出厂后是固定不可变的。（）答案：×(可通过改变驱动方式如细分驱动来改变)4.在直流电动机调速系统中，转速负反馈可以消除由负载变化引起的稳态速降。（）答案：√5.IGBT在关断时存在电流拖尾现象，这限制了其开关频率的进一步提高。（）答案：√6.触摸屏本身具有控制功能，可以独立运行程序而不需要PLC。（）答案：×(触摸屏是HMI，通常需要与控制器配合)7.三相异步电动机的转子串电阻调速属于恒转矩调速方式。（）答案：√8.PROFINET是基于工业以太网的通信协议。（）答案：√9.在PLC的RS485通信网络中，终端电阻的作用是吸收信号反射，保证通信质量。（）答案：√10.矢量控制变频器在低频时也能输出较大的转矩。（）答案：√四、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\_\_\_\_\_\_\_\_，其计算公式为\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：同步转速，=（其中f为电源频率，p为磁极对数）2.在PLC的定时器中，TON是\_\_\_\_\_\_\_\_型定时器，TOF是\_\_\_\_\_\_\_\_型定时器。答案：接通延时，断开延时3.变频器制动单元的作用是将电动机再生制动时产生的能量消耗在\_\_\_\_\_\_\_\_上。答案：制动电阻4.直流测速发电机输出电压的纹波会影响速度检测的精度，为减小纹波，可在输出端并联一个适当的\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：滤波电容5.工业机器人常用的三大核心部件是\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：控制器，伺服驱动器，伺服电机（或：减速机）6.在电气图纸中，文字符号“KA”通常表示\_\_\_\_\_\_\_\_，“SQ”通常表示\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：中间继电器，行程开关7.根据IEC61131-3标准，PLC支持的五种编程语言是：梯形图（LD）、功能块图（FBD）、\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：指令表（IL），结构化文本（ST），顺序功能图（SFC）8.在安装变频器时，其周围应留有足够的空间以保证良好的\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：通风散热五、简答题（每题5分，共25分）1.简述转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器（ASR和ACR）的作用及饱和输出所代表的物理意义。答案：速度调节器（ASR）的作用：对转速进行调节，使其跟随给定值，并能消除静差。其饱和输出限幅值对应系统允许的最大电流给定值。电流调节器（ACR）的作用：对电枢电流进行快速调节，使其跟随ASR的输出（电流给定），并能对电网电压波动等扰动起及时抗扰作用。其饱和输出限幅值限制了晶闸管整流装置的最大输出电压，即对应触发角的最小值（或逆变角最小值）。2.简述变频器矢量控制的基本原理。答案：矢量控制的基本原理是通过坐标变换（Clark变换和Park变换），将三相异步电动机的定子电流分解为在同步旋转坐标系下的两个独立的分量：产生磁通的励磁电流分量（Id）和产生转矩的转矩电流分量（Iq）。通过分别独立地控制这两个分量，就可以像控制直流电动机一样控制异步电动机，从而实现高精度的转矩和速度控制，尤其在低速时能获得良好的转矩特性。3.PLC控制系统设计的一般步骤有哪些？答案：（1）分析控制要求，确定控制任务。（2）选择PLC型号及硬件配置（I/O点数、功能模块等）。（3）分配I/O地址，绘制I/O接线图。（4）程序设计（包括主程序、子程序、中断程序等）。（5）程序模拟调试与仿真。（6）现场联机调试。（7）编制技术文件（包括原理图、程序清单、说明书等）。（8）交付使用与维护。4.在变频器驱动系统中，电机电缆过长可能引起什么问题？可采取哪些措施？答案：可能引起的问题：（1）产生较大的分布电容，导致高频漏电流增大，可能引起漏电保护器误动作。（2）引起电机端过电压，可能损坏电机绝缘。（3）导致输出电流波形畸变，影响电机运行性能，增加损耗。可采取措施：（1）尽量缩短电机电缆长度。（2）在变频器输出侧加装输出电抗器或dv/dt滤波器。（3）降低变频器的载波频率。（4）使用屏蔽电缆并正确接地。5.简述工业以太网相比传统现场总线（如PROFIBUS）在工业控制应用中的主要优势。答案：（1）高带宽：通信速率可达100Mbps、1Gbps甚至更高，能满足大数据量传输需求（如视觉系统）。（2）开放性：基于IEEE802.3标准，兼容性好，易于与IT系统集成。（3）成本优势：可使用标准以太网设备，线缆成本相对较低。（4）拓扑灵活：支持星形、环形等多种拓扑结构。（5）传输距离远：借助光纤等技术可实现长距离通信。六、计算题（每题8分，共16分）1.一台三相四极异步电动机，额定频率50Hz，额定转差率=0.04（1）电动机的同步转速；（2）额定转速；（3）转子电流频率。答案：（1）同步转速：==（2）额定转速：=（3）转子电流频率：=2.一个由PLC控制的加热炉温度系统，采用Pt100铂热电阻测温，量程0-200℃，对应电阻变化约100-175.86Ω。现采用一个量程为0-200℃的温变器，输出4-20mA信号，接入PLC的模拟量输入模块（0-20mA对应数字量0-27648）。当PLC读到的数字量为13824时，求此时的炉温是多少℃？（要求写出计算过程）答案：温变器输出电流与温度成线性关系。温度量程：200℃-0℃=200℃输出电流量程：20mA-4mA=16mA数字量量程：27648-0=27648当数字量D=13824时，对应的输出电流值I为：I对应的温度值T为：T因此，此时炉温为75℃。七、综合分析/应用题（第1题12分，第2题12分，共24分）1.题目：某设备由一台三相异步电动机（M1）驱动，要求按以下顺序工作：（1）按下启动按钮SB1，接触器KM1吸合，电机M1以△接法低速启动运行。（2）运行5秒后，自动切换到YY（双星形）接法高速运行（切换时KM1断开，KM2和KM3吸合）。（3）按下停止按钮SB2，电机立即停止。（4）要求有短路、过载保护。请完成：a)设计主电路图（需体现△/YY换接）。b)设计PLC（如西门子S7-200系列）的I/O地址分配表。c)用梯形图编写满足上述控制要求的程序。答案：a)主电路图（文字描述）：电源经断路器QF、主接触器主触点、热继电器FR热元件到电机M1。△接法：由接触器KM1的主触点将电机绕组接成三角形。YY接法：由接触器KM2的主触点将每相绕组的两部分并联，再由接触器KM3的主触点将并联后的三相绕组接成星形。需注意KM1与KM2、KM3之间必须有电气互锁，防止电源短路。b)I/O地址分配表：I0.0：启动按钮SB1（常开）I0.1：停止按钮SB2（常开）I0.2：热继电器FR常开触点（过载信号）Q0.0：接触器KM1（△运行）Q0.1：接触器KM2（YY运行绕组连接）Q0.2：接触器KM3（YY运行电源连接）（注：实际YY接法可能需要两个接触器，此处KM2、KM3代表）c)梯形图程序（核心逻辑描述）：网络1：启停控制及△运行。常开I0.0（启动）与常闭I0.1（停止）、常闭I0.2（过载）串联，驱动一个中间继电器M0.0（或直接用Q0.0自锁支路）。M0.0常开触点自锁。M0.0常开触点串联定时器T37（100ms基准，设定值50即5秒）的常闭触点，驱动Q0.0（KM1）。同时，M0.0接通定时器T37开始计时。网络2：YY运行控制。T37计时到（5秒后），其常开触点闭合。串联M0.0、常闭I0.1、常闭I0.2，驱动Q0.1（KM2）和Q0.2（KM3）。同时，T37常开触点应断开网络1中Q0.0的驱动支路（或Q0.1/Q0.2的常闭触点串入Q0.0支路实现互锁）。网络3：互锁保护。在Q0.0线圈支路中串联Q0.1和Q0.2的常闭触点。在Q0.1和Q0.2线圈支路中串联Q0.0的常闭触点。实现硬互锁。（注：此为程序逻辑描述，实际梯形图需按此绘制。）2.题目：一台变频器驱动一台22kW水泵电机，采用PID控制实现恒压供水。系统运行一段时间后，出现以下故障现象：压力波动较大，电机运行时声音异常（沉闷），变频器偶尔报“过载”故障。请分析可能导致此故障的多种原因及相应的排查步骤。答案：可能原因及排查步骤：（1）PID参数设置不当：比例增益过大、积分时间过短可能导致系统振荡，压力波动大。排查：检查并重新整定PID参数，适当减小比例