国家职业技能鉴定维修电工沈倪勇高级技师试题及答案

国家职业技能鉴定维修电工沈倪勇高级技师试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.PLC中，输入继电器X的线圈由____驱动。A.用户程序B.内部继电器C.外部输入信号D.定时器2.变频器在变频调速时，为保证电机磁通基本不变，应保持____。A.U/B.I/C.f为常数D.U为常数3.下列哪种传感器常用于测量旋转速度？A.热电偶B.光电编码器C.应变片D.超声波传感器4.三相桥式全控整流电路，触发角α=A.3次B.6次C.12次D.2次5.电机绝缘等级B级允许的最高工作温度为____。A.105°CB.120°CC.130°CD.155°C6.在PLC梯形图中，并联触点通常表示____逻辑关系。A.与B.或C.非D.异或7.步进电机的步距角为1.8°，若要求转过90°，需要输入多少个脉冲？A.20B.50C.90D.1008.对于普通鼠笼式异步电动机，降压启动的主要目的是____。A.减小启动电流B.增大启动转矩C.提高功率因数D.提高转速9.在电气控制中，接触器的主要作用是____。A.短路保护B.过载保护C.频繁接通和分断电路D.隔离电源10.变频器的制动电阻的作用是____。A.消耗回馈能量B.提高功率因数C.滤波D.限制启动电流11.下列哪种电气故障可能引起电机过热？A.电源电压过高B.负载过轻C.通风良好D.轴承润滑良好12.PLC的扫描周期包括输入采样、程序执行和____三个阶段。A.输出刷新B.数据存储C.中断处理D.通信处理13.在自动控制系统中，PID控制器的积分环节主要用于____。A.消除稳态误差B.提高系统响应速度C.抑制振荡D.提高系统稳定性14.三相异步电动机的同步转速与____成反比。A.电源频率B.电机极对数C.转差率D.电压15.电气安全规程中，在特别潮湿场所作业时，安全电压应为____。A.220VB.110VC.36VD.12V16.以下哪种保护不属于电动机的过载保护？A.热继电器保护B.熔断器保护C.电子式过载保护D.热敏电阻保护17.PLC的输出接口中，晶体管输出型适用于____。A.交流负载B.直流负载C.大电流负载D.感性负载18.在电动机正反转控制电路中，为防止主电路相间短路，必须设置____。A.自锁环节B.互锁环节C.短路保护D.过载保护19.一台三相异步电动机的额定转速为1440r/min，电源频率50Hz，则其磁极对数为____。A.1B.2C.3D.420.在PLC程序中，下列哪条指令用于复位输出？A.SETB.RSTC.OUTD.LD二、判断题（每题1分，共10分）1.变频器可以改变输出频率，但不能改变输出电压。2.PLC的输入继电器X可以由用户程序驱动。3.电动机的绝缘电阻测量应使用兆欧表。4.热继电器可以用作短路保护。5.三相异步电动机的转差率越大，转速越高。6.在电气控制系统中，自锁环节用于实现连续运行。7.步进电机的转速与脉冲频率成正比。8.在PLC梯形图中，同一编号的线圈在程序中只能出现一次。9.电气设备的金属外壳接地属于保护接地。10.变频器的直流母线电压高于交流输入电压的峰值。三、多项选择题（每题2分，共20分）1.下列哪些属于PLC的基本组成部分？A.CPUB.存储器C.输入/输出接口D.电源模块2.电动机启动时产生较大启动电流的原因有哪些？A.转子感应电动势大B.气隙磁通小C.转差率大D.转子阻抗小3.下列哪些措施可以改善系统的动态响应性能？A.增大比例系数B.减小积分时间常数C.增大微分时间常数D.减小比例系数4.以下哪些属于电气设备的保护措施？A.短路保护B.过载保护C.欠压保护D.漏电保护5.PLC的输入信号类型通常有哪些？A.开关量B.模拟量C.脉冲量D.数字量6.下列哪些属于变频器的常见控制方式？A.V/F控制B.矢量控制C.直接转矩控制D.标量控制7.电动机出现异常振动的原因可能包括哪些？A.轴承损坏B.转子不平衡C.电机安装不牢D.单相运行8.下列哪些元件属于电气控制中的主令电器？A.按钮B.行程开关C.转换开关D.接触器9.在PLC编程中，常用的编程语言有____。A.梯形图B.指令表C.功能块图D.结构化文本10.下列哪些因素会影响电动机的绝缘性能？A.温度B.湿度C.灰尘D.电压波动四、简答题（每题5分，共15分）1.简述PLC控制系统设计的主要步骤。2.简述电动机过载保护与短路保护的区别。3.简述变频器过电压故障的常见原因及处理措施。五、计算题（每题15分，共15分）1.一台三相异步电动机，额定功率PN=15kW，额定电压UN=380V，额定效率I代入数据：I计算得：I因此，该电动机额定电流约为30.5A。解析：计算额定电流时，需将效率与功率因数计入，不能直接用功率除以电压。三相电路需乘以3。六、论述题（每题20分，共20分）1.试论述在维修电工高级技师工作中，如何对一套由PLC、变频器、三相异步电动机组成的自动控制系统进行综合故障诊断与排除。参考答案与解析一、单项选择题1.答案：C解析：PLC输入继电器X的状态由外部输入信号（如按钮、传感器）直接控制，用户程序不能改变其物理输入状态。2.答案：A解析：变频调速时保持U/3.答案：B解析：光电编码器将角位移转换为脉冲信号，常用于速度与位置检测。4.答案：B解析：三相桥式全控整流电路输出波形每个电源周期脉动6次。5.答案：C解析：B级绝缘允许最高工作温度为130°C。6.答案：B解析：并联触点表示"或"逻辑，串联触点表示"与"逻辑。7.答案：B解析：脉冲数=908.答案：A解析：降压启动可以减小启动电流，但启动转矩也随之减小。9.答案：C解析：接触器用于频繁接通和分断主电路，不能实现短路保护。10.答案：A解析：当电机减速或制动时，变频器直流母线电压升高，制动电阻用于消耗回馈能量，防止过电压故障。11.答案：A解析：电源电压过高会导致铁耗显著增加，引起电机过热。12.答案：A解析：PLC扫描周期包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。13.答案：A解析：积分环节可以消除稳态误差，但可能降低系统稳定性。14.答案：B解析：同步转速ns=6015.答案：D解析：特别潮湿场所安全电压应使用12V。16.答案：B解析：熔断器主要用于短路保护，不能有效实现电动机过载保护。17.答案：B解析：晶体管输出只能用于直流负载，响应速度快，但带载能力较弱。18.答案：B解析：正反转接触器之间必须设置机械和电气互锁，防止两个接触器同时吸合造成相间短路。19.答案：B解析：同步转速约为1500r/min，p=20.答案：B解析：RST指令用于复位输出或内部继电器。二、判断题1.答案：错误解析：变频器同时改变输出频率和电压，以保持U/2.答案：错误解析：输入继电器由外部输入信号驱动，用户程序不能改变其状态。3.答案：正确解析：兆欧表用于测量绝缘电阻，可判断电机绝缘性能。4.答案：错误解析：热继电器用于过载保护，短路保护需使用熔断器或断路器。5.答案：错误解析：转差率s=6.答案：正确解析：自锁触头并联在启动按钮两端，可实现连续运行。7.答案：正确解析：步进电机转速n=f×8.答案：错误解析：同一编号的线圈在程序中可以多次出现（双线圈输出），但这样使用容易引起逻辑混乱，实际编程中应避免。9.答案：正确解析：保护接地可防止设备漏电时金属外壳带电，保障人身安全。10.答案：正确解析：变频器整流滤波后的直流母线电压约为交流输入电压峰值的2倍以上。三、多项选择题1.答案：A、B、C、D解析：PLC硬件主要由CPU、存储器、I/O接口、电源等组成。2.答案：A、C、D解析：启动时转差率s=3.答案：A、B、C解析：增大比例系数、减小积分时间常数、增大微分时间常数均可提高系统响应速度，但需注意系统稳定性。4.答案：A、B、C、D解析：这些都是电气设备常见的保护措施。5.答案：A、B、C、D解析：PLC可接入开关量、模拟量、脉冲量等信号，广义上数字量也属于输入信号类型。6.答案：A、B、C解析：V/F控制（标量控制的一种）、矢量控制、直接转矩控制是变频器常见的控制方式。7.答案：A、B、C、D解析：这些均可能导致电机振动异常。8.答案：A、B、C解析：主令电器用于发出控制指令，包括按钮、行程开关、转换开关等。接触器属于执行电器。9.答案：A、B、C、D解析：这些均为IEC61131-3标准规定的PLC编程语言。10.答案：A、B、C、D解析：温度、湿度、灰尘、电压波动等均会影响电机绝缘性能。四、简答题1.答案：(1)分析控制要求；(2)确定I/O点数及分配地址；(3)选择PLC型号；(4)编写控制程序；(5)模拟调试；(6)现场安装与联机调试；(7)编写技术文件与交付使用。解析：PLC系统设计应遵循从需求分析到调试运行的科学流程，确保系统可靠性和可维护性。2.答案：过载保护用于防止电动机长时间超过额定电流运行，常采用热继电器或电子式过载保护器，其动作具有延时特性；短路保护用于在发生短路故障时迅速切断电源，常采用熔断器或断路器，其动作具有瞬时特性。解析：两者保护对象和动作特性不同，不能相互替代。3.答案：常见原因：(1)电机减速时间过短，回馈能量过大；(2)制动电阻损坏或阻值选型不当；(3)电源电压过高；(4)直流母线电容老化。处理措施：(1)适当延长减速时间；(2)检查并更换制动电阻；(3)检查电源电压并调整；(4)更换电容或变频器。解析：变频器过电压多为回馈能量无法及时消耗所致。五、计算题1.答案：三相异步电动机额定电流计算公式：六、论述题1.答案：综合故障诊断应遵循"先外部后内部、先机械后电气、先电源后负载、先静态后动态"的原则，具体步骤如下：(1)故障现象调查：详细了解故障发生时的现象、频率、环境和操作过程，判断故障是偶发还是持续。(2)电源系统检查：使用万用表检查主电源电压是否正常、三相是否平衡、接地是否可靠；检查控制电源是否正常。(3)机械部分检查：检查电动机轴承、负载连接、传动机构是否存在卡阻、松动或异常声响。(4)变频器检查：查看变频器面板有无故障代码，对照手册确定故障类型；检查直流母线电压、IGBT模块是否正常；确认参数设置是否正确（如U/(5)PLC系统检查：观察PLC运行指示灯是否正常；用编程软件在线监控程序，检查输入输出状态是否与实际一致；检查I/O接线是否松动或断线。(6)电气线路检查：断电状态下，用兆欧表测量电机绕组及电缆绝缘电阻；用万用表检查接触器、继电器触点接触情况；检查接线端子是否发热氧化。(7)参数及逻辑分