2025年維修電工(高級)技能考試題庫附答案一、選擇題1.直流電動機調(diào)速方法中，能實現(xiàn)無級調(diào)速且能量損耗小的是（）。A.改變電樞回路電阻調(diào)速B.改變勵磁磁通調(diào)速C.改變電樞電壓調(diào)速D.都可以答案：C。改變電樞電壓調(diào)速可以實現(xiàn)無級調(diào)速，并且在調(diào)速過程中能量損耗相對較小。改變電樞回路電阻調(diào)速有能量損耗在電阻上，且是有級調(diào)速；改變勵磁磁通調(diào)速一般調(diào)速范圍有限。2.三相異步電動機采用Y-Δ降壓啟動時，啟動電流是全壓啟動電流的（）。A.1/3B.1/√3C.√3倍D.3倍答案：A。三相異步電動機Y-Δ降壓啟動時，由于Y接時每相繞組電壓是Δ接時的1/√3，根據(jù)I=U/Z，啟動電流是全壓啟動電流（Δ接時）的1/3。3.可編程控制器（PLC）中，（）是其核心部分。A.輸入輸出接口B.中央處理器（CPU）C.存儲器D.編程器答案：B。中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，它負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶程序、進(jìn)行邏輯運算和數(shù)據(jù)處理等操作。輸入輸出接口用于與外部設(shè)備進(jìn)行信號的輸入和輸出；存儲器用于存儲程序和數(shù)據(jù)；編程器用于編寫和修改PLC程序。4.晶閘管觸發(fā)電路所產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號必須要（）。A.有一定的電位B.有一定的電抗C.有一定的頻率D.有一定的功率答案：D。晶閘管觸發(fā)電路所產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號必須有一定的功率，才能使晶閘管可靠導(dǎo)通。電位、電抗和頻率雖然在一定程度上也有要求，但功率是關(guān)鍵因素，以提供足夠的能量使晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。5.在自動控制系統(tǒng)中，若想穩(wěn)定某個物理量，就該引入該物理量的（）。A.正反饋B.負(fù)反饋C.微分負(fù)反饋D.積分負(fù)反饋答案：B。負(fù)反饋的作用是使系統(tǒng)的輸出與給定值的偏差減小，從而穩(wěn)定系統(tǒng)的輸出，即穩(wěn)定某個物理量。正反饋會使偏差越來越大，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定；微分負(fù)反饋和積分負(fù)反饋是在負(fù)反饋基礎(chǔ)上的改進(jìn)，用于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，但基本的穩(wěn)定作用還是由負(fù)反饋實現(xiàn)。二、判斷題1.直流電動機的機械特性是指電動機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。（）答案：正確。直流電動機的機械特性表達(dá)式為\(n=U/K_{e}\varPhi-R_{a}T/K_{e}K_{T}\varPhi^{2}\)，清晰地反映了轉(zhuǎn)速\(n\)與轉(zhuǎn)矩\(T\)之間的關(guān)系。2.三相異步電動機的調(diào)速方法只有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種。（）答案：正確。這三種是三相異步電動機常見的調(diào)速方法。變極調(diào)速通過改變定子繞組的接線方式改變磁極對數(shù)；變頻調(diào)速通過改變電源頻率來調(diào)速；改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速可以通過改變定子電壓、轉(zhuǎn)子回路電阻等方式實現(xiàn)。3.PLC的編程語言只有梯形圖一種。（）答案：錯誤。PLC的編程語言有多種，除了梯形圖（LD）外，還有指令表（STL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）等。4.晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。（）答案：正確。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通后，只要陽極電流大于維持電流，即使去掉門極信號，晶閘管仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)，即門極失去控制作用。5.在自動控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的超調(diào)量越小越好。（）答案：錯誤。一般情況下，希望系統(tǒng)的超調(diào)量小，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。但在某些快速響應(yīng)的系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)某{(diào)量可以使系統(tǒng)更快地達(dá)到給定值，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，所以不能一概而論地說超調(diào)量越小越好。三、簡答題1.簡述直流電動機的調(diào)速原理及常用的調(diào)速方法。答：直流電動機的調(diào)速原理基于其轉(zhuǎn)速公式\(n=\frac{U-I_{a}R_{a}}{K_{e}\varPhi}\)，其中\(zhòng)(n\)為轉(zhuǎn)速，\(U\)為電樞電壓，\(I_{a}\)為電樞電流，\(R_{a}\)為電樞回路電阻，\(K_{e}\)為電動勢常數(shù)，\(\varPhi\)為勵磁磁通。常用的調(diào)速方法有：-改變電樞回路電阻調(diào)速：在電樞回路中串入可調(diào)電阻，改變電阻值大小，從而改變電樞電流和轉(zhuǎn)速。這種方法簡單，但調(diào)速范圍有限，且能耗大，是有級調(diào)速。-改變勵磁磁通調(diào)速：通過改變勵磁回路中的電阻來改變勵磁電流，從而改變勵磁磁通。由于\(n\)與\(\varPhi\)成反比，減小磁通可使轉(zhuǎn)速升高。這種方法調(diào)速范圍較窄，一般用于弱磁升速。-改變電樞電壓調(diào)速：通過調(diào)節(jié)電樞電壓來改變轉(zhuǎn)速?？梢圆捎弥绷靼l(fā)電機-直流電動機系統(tǒng)、晶閘管整流裝置供電的直流電動機系統(tǒng)等。這種方法能實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，能量損耗小。2.簡述三相異步電動機Y-Δ降壓啟動的原理及適用場合。答：原理：三相異步電動機正常運行時定子繞組接成Δ形，啟動時接成Y形。在Y接時，每相繞組承受的電壓是電源線電壓的\(1/\sqrt{3}\)，根據(jù)\(I=U/Z\)，啟動電流會減小。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組改接成Δ形，使電動機在額定電壓下正常運行。適用場合：Y-Δ降壓啟動適用于正常運行時定子繞組為Δ形連接，且容量較大的三相異步電動機。這種啟動方法簡單、經(jīng)濟(jì)，但啟動轉(zhuǎn)矩也會降低到全壓啟動轉(zhuǎn)矩的\(1/3\)，所以只適用于輕載或空載啟動的場合。3.簡述PLC的工作原理。答：PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，其工作過程主要分為三個階段：-輸入采樣階段：PLC在這個階段按順序逐個讀取所有輸入端子的狀態(tài)，并將其存入輸入映像寄存器中。在本掃描周期內(nèi)，輸入映像寄存器的內(nèi)容不會隨外部輸入信號的變化而改變。-程序執(zhí)行階段：PLC按照用戶程序的順序，從第一條指令開始，逐條執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行過程中，根據(jù)輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的內(nèi)容進(jìn)行邏輯運算，并將運算結(jié)果存入輸出映像寄存器中。-輸出刷新階段：在這個階段，PLC將輸出映像寄存器中的內(nèi)容傳送到輸出鎖存器，再通過輸出端子驅(qū)動外部負(fù)載。至此，一個掃描周期結(jié)束，PLC又重新開始下一個掃描周期。4.簡述晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷條件。答：導(dǎo)通條件：-晶閘管陽極和陰極之間必須加正向電壓。-門極和陰極之間必須加適當(dāng)?shù)恼蛴|發(fā)脈沖信號，且觸發(fā)脈沖要有足夠的功率和合適的寬度。關(guān)斷條件：-使陽極電流小于維持電流\(I_{H}\)?？梢酝ㄟ^降低陽極電壓、增大回路電阻或使陽極電壓反向等方法來實現(xiàn)。當(dāng)陽極電流小于維持電流時，晶閘管內(nèi)部的載流子復(fù)合加劇，無法維持導(dǎo)通狀態(tài)，從而關(guān)斷。四、計算題1.一臺他勵直流電動機，額定功率\(P_{N}=22kW\)，額定電壓\(U_{N}=220V\)，額定電流\(I_{N}=115A\)，額定轉(zhuǎn)速\(n_{N}=1500r/min\)，電樞回路電阻\(R_{a}=0.1\Omega\)。求：（1）電動機的額定轉(zhuǎn)矩\(T_{N}\)；（2）理想空載轉(zhuǎn)速\(n_{0}\)；（3）轉(zhuǎn)速變化率\(\Deltan\)。解：（1）根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩公式\(T_{N}=9550\frac{P_{N}}{n_{N}}\)，將\(P_{N}=22kW=22000W\)，\(n_{N}=1500r/min\)代入可得：\(T_{N}=9550\times\frac{22}{1500}\approx139.7N\cdotm\)（2）先求電動勢常數(shù)\(K_{e}\varPhi\)，根據(jù)\(U_{N}=E_{N}+I_{N}R_{a}\)，\(E_{N}=K_{e}\varPhin_{N}\)，可得\(K_{e}\varPhi=\frac{U_{N}-I_{N}R_{a}}{n_{N}}=\frac{220-115\times0.1}{1500}=\frac{208.5}{1500}=0.139\)。理想空載轉(zhuǎn)速\(n_{0}=\frac{U_{N}}{K_{e}\varPhi}=\frac{220}{0.139}\approx1583r/min\)（3）轉(zhuǎn)速變化率\(\Deltan=n_{0}-n_{N}=1583-1500=83r/min\)2.有一臺三相異步電動機，額定功率\(P_{N}=30kW\)，額定電壓\(U_{N}=380V\)，額定轉(zhuǎn)速\(n_{N}=1470r/min\)，\(\cos\varphi_{N}=0.85\)，\(\eta_{N}=0.9\)。求：（1）額定電流\(I_{N}\)；（2）額定轉(zhuǎn)差率\(s_{N}\)。解：（1）根據(jù)三相異步電動機的功率公式\(P_{N}=\sqrt{3}U_{N}I_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}\)，可得\(I_{N}=\frac{P_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}}\)，將\(P_{N}=30000W\)，\(U_{N}=380V\)，\(\cos\varphi_{N}=0.85\)，\(\eta_{N}=0.9\)代入：\(I_{N}=\frac{30000}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.9}\approx60.4A\)（2）由額定轉(zhuǎn)速\(n_{N}=1470r/min\)可知，同步轉(zhuǎn)速\(n_{0}=1500r/min\)（因為三相異步電動機的轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速，常見的同步轉(zhuǎn)速有\(zhòng)(3000r/min\)、\(1500r/min\)、\(1000r/min\)等）。根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式\(s_{N}=\frac{n_{0}-n_{N}}{n_{0}}\)，可得\(s_{N}=\frac{1500-1470}{1500}=0.02\)五、綜合題1.設(shè)計一個三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路（用接觸器實現(xiàn)），并說明其工作原理。答：（1）電路設(shè)計：主電路：三相電源經(jīng)熔斷器\(FU1\)后，分別接到正轉(zhuǎn)接觸器\(KM1\)和反轉(zhuǎn)接觸器\(KM2\)的主觸點上，\(KM1\)和\(KM2\)的主觸點出線端接到電動機的定子繞組上。為防止\(KM1\)和\(KM2\)同時閉合造成電源短路，在它們的主觸點之間要進(jìn)行電氣互鎖?？刂齐娐罚簡影粹o\(SB2\)、停止按鈕\(SB1\)、正轉(zhuǎn)接觸器\(KM1\)的線圈及其輔助常開觸點、反轉(zhuǎn)接觸器\(KM2\)的線圈及其輔助常開觸點組成控制回路。同時，\(KM1\)的輔助常閉觸點串在\(KM2\)的線圈回路中，\(KM2\)的輔助常閉觸點串在\(KM1\)的線圈回路中，實現(xiàn)電氣互鎖。另外，還可以通過機械互鎖按鈕來進(jìn)一步增強安全性。（2）工作原理：正轉(zhuǎn)控制：按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕\(SB2\)，正轉(zhuǎn)接觸器\(KM1\)的線圈得電，其主觸點閉合，電動機定子繞組接通電源，電動機正轉(zhuǎn)。同時，\(KM1\)的輔助常開觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，即使松開\(SB2\)，\(KM1\)線圈仍保持通電。由于\(KM1\)的輔助常閉觸點斷開，反轉(zhuǎn)接觸器\(KM2\)的線圈無法得電，防止了電源短路。反轉(zhuǎn)控制：按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕\(SB3\)，反轉(zhuǎn)接觸器\(KM2\)的線圈得電，其主觸點閉合，改變了電動機定子繞組的相序，電動機反轉(zhuǎn)。同樣，\(KM2\)的輔助常開觸點閉合實現(xiàn)自鎖，\(KM2\)的輔助常閉觸點斷開，使\(KM1\)的線圈無法得電。停止控制：按下停止按鈕\(SB1\)，\(KM1\)或\(KM2\)的線圈失電，其主觸點斷開，電動機停止運行。2.某PLC控制系統(tǒng)需要控制一個電動機的啟停，并且有過載保護(hù)功能。試設(shè)計PLC的輸入輸出點分配表，并編寫相應(yīng)的梯形圖程序。答：（1）輸入輸出點分配表：|名稱|符號|輸入/輸出|功能||----|----|----|----||啟動按鈕|SB1|輸入|按下啟動電動機||停止按鈕|SB2|輸入|按下停止電動機||過載保護(hù)開關(guān)|FR|輸入|電動機過載時動作||接觸器線圈|KM|輸出|控制電動機的啟停|（2）梯形圖程序設(shè)計：-首先，將啟動按鈕\(SB1\)的常開觸點、停止按鈕\(SB2\)的常閉觸點