維修電工技師理論試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.三相異步電動機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，其機(jī)械特性的硬度會（）。A.變軟B.變硬C.不變D.先軟后硬答案：B解析：U/f恒定控制下，異步電動機(jī)的氣隙磁通基本保持不變，臨界轉(zhuǎn)差率與頻率成反比，因此機(jī)械特性硬度隨頻率升高而增強(qiáng)，整體硬度較恒壓供電時(shí)更穩(wěn)定。2.西門子S7-1200PLC中，輸入模塊SM1221DI16×24VDC的公共端（M）與24V電源的（）連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)源型輸入。A.正極B.負(fù)極C.地D.不連接答案：A解析：源型輸入（Source）要求外部信號通過PLC輸入點(diǎn)流出電流，因此公共端需接24V正極，輸入點(diǎn)通過外部觸點(diǎn)接負(fù)極形成回路。3.某變頻器參數(shù)設(shè)置中，P0700（命令源）設(shè)為2，P1000（頻率設(shè)定源）設(shè)為3，此時(shí)變頻器的控制方式為（）。A.面板控制頻率和啟動B.端子控制啟動，模擬量設(shè)定頻率C.通信控制啟動，模擬量設(shè)定頻率D.端子控制啟動，通信設(shè)定頻率答案：D解析：P0700=2表示控制命令來自端子（如啟動/停止由外部端子信號控制），P1000=3表示頻率設(shè)定來自通信（如Modbus協(xié)議給定），因此為端子控制啟動+通信設(shè)定頻率。4.測量10kV電力電纜的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)選用（）兆歐表。A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：C解析：根據(jù)《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，10kV電纜絕緣電阻測量應(yīng)使用2500V兆歐表，測量值應(yīng)不低于1000MΩ（換算至20℃）。5.三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載，觸發(fā)角α=30°時(shí)，輸出電壓平均值Ud為（）（U2為變壓器二次側(cè)相電壓有效值）。A.2.34U2cosαB.1.17U2cosαC.2.34U2sinαD.1.17U2sinα答案：A解析：三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)，輸出電壓平均值公式為Ud=2.34U2cosα（α≤60°），適用于電阻或電感負(fù)載。6.異步電動機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)定子電流不平衡，最可能的原因是（）。A.電源電壓三相不平衡B.轉(zhuǎn)子籠條斷裂C.軸承潤滑不良D.繞組匝間短路答案：A解析：電源電壓三相不平衡會直接導(dǎo)致定子三相電流不平衡；轉(zhuǎn)子籠條斷裂主要表現(xiàn)為負(fù)載時(shí)電流波動；軸承問題影響機(jī)械特性；繞組匝間短路會引起局部過熱而非明顯電流不平衡。7.PLC程序中，定時(shí)器T37的預(yù)設(shè)值PT=100，若時(shí)基為100ms，則定時(shí)時(shí)間為（）。A.10sB.1sC.0.1sD.100s答案：A解析：定時(shí)時(shí)間=預(yù)設(shè)值×?xí)r基，100×100ms=10000ms=10s。8.低壓配電系統(tǒng)中，TN-C-S系統(tǒng)的中性線（N）與保護(hù)線（PE）在（）處分開。A.電源進(jìn)線端B.用戶配電箱C.用電設(shè)備D.電纜中間接頭答案：B解析：TN-C-S系統(tǒng)前部分為TN-C（PEN線合一），后部分在用戶配電箱處將PEN線分為N線和PE線，實(shí)現(xiàn)中性線與保護(hù)線分開。9.某電動機(jī)額定電流為80A，其熱繼電器的整定電流應(yīng)設(shè)置為（）。A.60-70AB.70-80AC.80-90AD.90-100A答案：B解析：熱繼電器整定電流一般為電動機(jī)額定電流的0.95-1.05倍，兼顧過載保護(hù)和避免誤動作。10.晶閘管串聯(lián)使用時(shí)，為了均壓，應(yīng)在每個(gè)晶閘管兩端并聯(lián)（）。A.電阻B.電容C.阻容串聯(lián)支路D.電感答案：C解析：晶閘管串聯(lián)時(shí)，靜態(tài)不均壓由正向阻斷特性差異引起，動態(tài)不均壓由開關(guān)時(shí)間差異引起，并聯(lián)阻容串聯(lián)支路（RC吸收回路）可同時(shí)抑制靜態(tài)和動態(tài)電壓不均。二、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯(cuò)誤打×）1.異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時(shí)，處于理想空載狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流為零。（）答案：√解析：轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0，當(dāng)n=n0（同步轉(zhuǎn)速）時(shí)s=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場無相對切割，感應(yīng)電動勢和電流為零。2.PLC的掃描周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，與用戶程序長度無關(guān)。（）答案：×解析：掃描周期主要由輸入采樣時(shí)間、程序執(zhí)行時(shí)間（與用戶程序指令數(shù)量和類型相關(guān)）、輸出刷新時(shí)間三部分組成，程序越長掃描周期越長。3.變頻器的過流保護(hù)動作時(shí)，應(yīng)立即切斷電源并檢查負(fù)載是否堵轉(zhuǎn)或電機(jī)是否短路。（）答案：√解析：過流保護(hù)通常由負(fù)載突變、電機(jī)短路或變頻器內(nèi)部IGBT故障引起，需停機(jī)排查負(fù)載和主電路。4.兆歐表測量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)先將被測設(shè)備停電并充分放電，測量后無需放電。（）答案：×解析：測量后被測設(shè)備可能存儲電荷，需通過兆歐表L端對E端放電，避免觸電。5.星三角降壓啟動電路中，電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)處于三角形接法，此時(shí)每相繞組承受線電壓。（）答案：√解析：三角形接法下，繞組電壓等于線電壓（380V），星形接法時(shí)為相電壓（220V），啟動時(shí)星形降低電壓，運(yùn)行時(shí)切換為三角形。6.零序電流互感器用于檢測三相電流的矢量和，正常運(yùn)行時(shí)矢量和為零，漏電時(shí)產(chǎn)生零序電流。（）答案：√解析：零序電流互感器通過檢測三相電流的矢量和（正常為零），當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，矢量和不為零，觸發(fā)保護(hù)。7.直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=(U-IR)/CeΦ，因此降低電樞電壓或增強(qiáng)勵(lì)磁均可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。（）答案：×解析：增強(qiáng)勵(lì)磁（Φ增大）會使轉(zhuǎn)速降低，但勵(lì)磁過強(qiáng)可能導(dǎo)致磁飽和，通常直流電動機(jī)調(diào)速采用降低電樞電壓（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）或減弱勵(lì)磁（恒功率調(diào)速）。8.接觸器的主觸點(diǎn)用于通斷主電路，輔助觸點(diǎn)用于控制電路，其額定電流通常小于主觸點(diǎn)。（）答案：√解析：輔助觸點(diǎn)主要用于控制回路，電流一般為5-10A，主觸點(diǎn)額定電流可達(dá)數(shù)百安。9.電力電子裝置的過電壓保護(hù)中，壓敏電阻適用于抑制浪涌過電壓，而RC吸收回路適用于抑制操作過電壓。（）答案：√解析：壓敏電阻響應(yīng)速度快（納秒級），用于吸收浪涌；RC回路通過能量吸收抑制開關(guān)操作引起的過電壓。10.接地電阻測量時(shí)，若被測接地體周圍有強(qiáng)電磁干擾，應(yīng)采用變頻法或選擇干擾較小的時(shí)段測量。（）答案：√解析：傳統(tǒng)接地電阻測量儀易受工頻干擾，采用變頻法（如45Hz/55Hz）可有效排除干擾，提高測量準(zhǔn)確性。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述三相異步電動機(jī)軸承過熱的可能原因及處理方法。答案：可能原因包括：（1）軸承潤滑脂不足或過多（潤滑脂填充量應(yīng)為軸承室的1/3-2/3）；（2）潤滑脂變質(zhì)（氧化或混入雜質(zhì)）；（3）軸承磨損或滾道損壞；（4）軸承與軸或端蓋配合過緊（過盈量過大）或過松（導(dǎo)致跑內(nèi)圈/外圈）；（5）電動機(jī)軸彎曲或轉(zhuǎn)子動平衡不良；（6）聯(lián)軸器安裝不同心（導(dǎo)致軸承承受額外徑向力）。處理方法：（1）檢查潤滑脂量，補(bǔ)充或更換同型號優(yōu)質(zhì)潤滑脂；（2）清理軸承室，更換新潤滑脂；（3）更換同規(guī)格軸承；（4）測量配合公差，調(diào)整軸或端蓋加工尺寸；（5）校直電機(jī)軸或重新做轉(zhuǎn)子動平衡；（6）重新校正聯(lián)軸器同軸度（偏差應(yīng)≤0.1mm）。2.說明PLC程序設(shè)計(jì)中“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法”和“順序控制設(shè)計(jì)法”的區(qū)別及適用場景。答案：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法基于經(jīng)典繼電器控制電路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過類比和修改現(xiàn)有電路實(shí)現(xiàn)控制功能，依賴設(shè)計(jì)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。其優(yōu)點(diǎn)是靈活，適用于簡單邏輯控制（如單臺設(shè)備的啟停、正反轉(zhuǎn)控制）；缺點(diǎn)是程序結(jié)構(gòu)不清晰，調(diào)試和維護(hù)困難，復(fù)雜系統(tǒng)易出錯(cuò)。順序控制設(shè)計(jì)法以工藝過程的步驟劃分為基礎(chǔ)，將系統(tǒng)控制分解為多個(gè)順序執(zhí)行的狀態(tài)（步），每個(gè)步對應(yīng)特定的動作和轉(zhuǎn)移條件，使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）或步進(jìn)梯形圖編程。其優(yōu)點(diǎn)是程序結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)，便于調(diào)試和維護(hù)，適用于具有明顯順序動作的復(fù)雜系統(tǒng)（如自動生產(chǎn)線、組合機(jī)床的多工步控制）。3.分析變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)時(shí)，“過壓故障（OU）”的常見原因及排查步驟。答案：常見原因：（1）電源電壓過高（超過變頻器輸入電壓范圍）；（2）減速時(shí)間過短（電機(jī)再生制動能量無法及時(shí)釋放）；（3）制動電阻容量不足或損壞（無法吸收再生能量）；（4）電機(jī)負(fù)載慣性過大（如大慣性負(fù)載快速停機(jī)）；（5）變頻器內(nèi)部電壓檢測電路故障（如整流橋損壞、電容老化）。排查步驟：（1）測量輸入電源電壓，確認(rèn)是否在變頻器額定輸入范圍內(nèi)（如380V±10%）；（2）檢查減速時(shí)間參數(shù)（如P1121），適當(dāng)延長減速時(shí)間；（3）測試制動電阻阻值和功率，確認(rèn)是否與變頻器匹配（電阻值≥變頻器允許的最小阻值，功率≥計(jì)算值）；（4）評估負(fù)載慣性，必要時(shí)增加制動單元或采用能量回饋裝置；（5）斷開負(fù)載，空載運(yùn)行變頻器，若仍報(bào)過壓，檢查變頻器內(nèi)部電容容量（用萬用表測量直流母線電壓，正常應(yīng)為513V左右）、整流模塊和電壓檢測電路。4.繪制并說明帶斷相保護(hù)的三相異步電動機(jī)控制電路（主電路+控制電路）。答案：主電路：電源→斷路器QF→交流接觸器KM主觸點(diǎn)→熱繼電器FR主雙金屬片→電動機(jī)M。其中，F(xiàn)R采用三相結(jié)構(gòu)，每個(gè)相均有熱元件?？刂齐娐罚弘娫碙1→停止按鈕SB1常閉→啟動按鈕SB2常開→KM線圈→FR常閉觸點(diǎn)→電源L2。斷相保護(hù)原理：當(dāng)三相電源斷相時(shí)，F(xiàn)R某一相熱元件因電流增大（如Y接法斷相時(shí)，另兩相電流為額定電流的√3倍）導(dǎo)致雙金屬片彎曲，推動常閉觸點(diǎn)斷開，KM線圈失電，電動機(jī)停止。若采用普通兩相熱繼電器，當(dāng)?shù)谌鄶嘞鄷r(shí)可能無法可靠動作，因此需選用三相熱繼電器實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。5.簡述10kV高壓開關(guān)柜“五防”功能的具體內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)方式。答案：“五防”功能包括：（1）防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)；（2）防止誤分、誤合斷路器；（3）防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）；（4）防止帶接地線（接地開關(guān)）合斷路器（隔離開關(guān)）；（5）防止誤入帶電間隔。實(shí)現(xiàn)方式：（1）通過機(jī)械聯(lián)鎖（如斷路器與隔離開關(guān)的操作手柄聯(lián)動）或電氣聯(lián)鎖（斷路器合閘時(shí)，隔離開關(guān)操作回路被閉鎖）；（2）采用斷路器操作機(jī)構(gòu)的防誤鎖，僅在允許條件下解鎖操作；（3）帶電顯示器與接地開關(guān)聯(lián)鎖（母線帶電時(shí)，接地開關(guān)無法合閘）；（4）接地開關(guān)合閘時(shí)，斷路器和隔離開關(guān)操作回路被閉鎖；（5）帶電間隔門安裝電磁鎖，母線帶電時(shí)無法解鎖開門。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某工廠一臺由變頻器驅(qū)動的離心泵出現(xiàn)“運(yùn)行中頻率自動升高，電機(jī)轉(zhuǎn)速異常加快”的故障，試分析可能原因并設(shè)計(jì)排查流程。答案：可能原因：（1）頻率給定信號干擾：模擬量輸入線（如4-20mA）未屏蔽或與動力線平行敷設(shè)，引入電磁干擾導(dǎo)致信號波動；（2）變頻器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤：如頻率設(shè)定源誤設(shè)為多段速或PID反饋，實(shí)際運(yùn)行中觸發(fā)了額外的升頻指令；（3）控制端子故障：升速端子（如X1）誤接通（觸點(diǎn)粘連或線路短路），導(dǎo)致變頻器持續(xù)接收升頻信號；（4）變頻器內(nèi)部故障：A/D轉(zhuǎn)換模塊損壞（模擬量輸入處理異常）、CPU程序紊亂；（5）電機(jī)或負(fù)載問題：電機(jī)轉(zhuǎn)子與泵軸松動（轉(zhuǎn)速反饋異常）、泵葉輪卡阻（負(fù)載突變導(dǎo)致變頻器誤調(diào)）。排查流程：（1）觀察變頻器操作面板，確認(rèn)實(shí)際給定頻率（給定值）與顯示頻率（輸出值）是否一致。若給定值自動升高，重點(diǎn)檢查信號源；若給定值穩(wěn)定但輸出值升高，檢查電機(jī)和負(fù)載。（2）檢查模擬量輸入線：用萬用表測量AI1端子電壓/電流（如給定50Hz對應(yīng)20mA），斷開負(fù)載后測量信號源（如PLC輸出）是否穩(wěn)定，若信號源正常但變頻器側(cè)波動，更換屏蔽線并單獨(dú)穿管敷設(shè)。（3）檢查控制端子：斷開所有外部控制線，用短接線模擬各端子動作，確認(rèn)X1（升速）、X2（降速）端子是否粘連，測量端子對地電阻（正常應(yīng)≥10kΩ）。（4）恢復(fù)出廠參數(shù)后重新設(shè)置，若故障消失，說明原參數(shù)設(shè)置有誤（如誤啟用了PID功能且反饋信號異常）；若仍故障，檢查變頻器硬件（送修檢測A/D模塊、晶振等）。（5）脫開電機(jī)與泵的聯(lián)軸器，空試電機(jī)，若轉(zhuǎn)速正常，檢查泵葉輪是否磨損或卡阻；若空試仍異常，檢查電機(jī)繞組絕緣和轉(zhuǎn)子動平衡。2.設(shè)計(jì)一個(gè)基于西門子S7-1200PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)，要求控制3臺水泵（1、2、3），實(shí)現(xiàn)“工頻/變頻”切換，管網(wǎng)壓力低于設(shè)定值時(shí)啟動變頻泵，壓力不足時(shí)依次投入工頻泵，壓力過高時(shí)依次切除工頻泵。需說明：（1）硬件配置；（2）程序設(shè)計(jì)思路；（3）調(diào)試要點(diǎn)。答案：（1）硬件配置：-PLC主機(jī)：CPU1214C（集成14DI/10DO，支持?jǐn)U展）；-擴(kuò)展模塊：AI4×13位（用于采集壓力傳感器4-20mA信號）；-變頻器：1臺（控制變頻泵，如MM440，功率與單臺水泵匹配）；-壓力傳感器：0-1MPa，4-20mA輸出；-接觸器：6只（KM1-KM6，分別控制1-3泵的工頻/變頻切換，每臺泵對應(yīng)1只工頻接觸器和1只變頻接觸器）；-按鈕/指示燈：啟動/停止按鈕、各泵運(yùn)行指示燈、故障指示燈；-熱繼電器：3只（每臺泵配1只，保護(hù)電機(jī)過載）。（2）程序設(shè)計(jì)思路：-輸入輸出分配：DI包括啟動/停止按鈕、各泵熱繼電器故障信號；DO包括各接觸器線圈、指示燈；AI為壓力信號輸入。-主程序結(jié)構(gòu)：初始化（設(shè)置壓力給定值、PID參數(shù)）→壓力信號處理（濾波、量程轉(zhuǎn)換）→PID控制運(yùn)算（輸出頻率給定值到變頻器）→泵