2025年高級(jí)維修電工試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.某高壓變頻器采用IGBT作為功率開關(guān)器件，其驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置負(fù)壓關(guān)斷的主要目的是（）。A.提高導(dǎo)通速度B.防止誤導(dǎo)通C.降低導(dǎo)通損耗D.增強(qiáng)抗干擾能力答案：B2.西門子S7-1200PLC中，若需要將AIW0（模擬量輸入字）的數(shù)值從0-27648線性轉(zhuǎn)換為4-20mA輸出至AQW2，應(yīng)使用的轉(zhuǎn)換指令是（）。A.SCALEB.NORM_XC.MOV_DWD.CALC答案：A3.三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)，若低頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)溫升過高，最可能的原因是（）。A.載波頻率設(shè)置過低B.轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)過小C.加速時(shí)間設(shè)置過短D.電機(jī)繞組絕緣老化答案：B4.某工廠380V低壓配電系統(tǒng)中，測(cè)得A相電壓220V、B相215V、C相225V，中性線電流15A（額定電流20A），可能的故障是（）。A.中性線接觸不良B.某相負(fù)載嚴(yán)重不平衡C.電壓互感器二次側(cè)短路D.電容器組單相擊穿答案：B5.晶閘管整流電路中，若觸發(fā)脈沖的寬度過窄（小于晶閘管的開通時(shí)間），可能導(dǎo)致（）。A.整流輸出電壓升高B.晶閘管無(wú)法可靠導(dǎo)通C.電路換相失敗D.觸發(fā)變壓器過流答案：B6.維修變頻器時(shí)，測(cè)得直流母線電壓為513V（輸入380V時(shí)正常母線電壓應(yīng)為537V），可能的故障部位是（）。A.整流橋二極管壓降增大B.濾波電容容量下降C.制動(dòng)單元晶閘管擊穿D.IPM模塊續(xù)流二極管損壞答案：A7.三菱FX5UPLC中，若需要實(shí)現(xiàn)高速計(jì)數(shù)器C251對(duì)AB相編碼器（2000線）的正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)，應(yīng)設(shè)置的輸入模式為（）。A.單相單計(jì)數(shù)輸入B.單相雙計(jì)數(shù)輸入C.兩相雙向輸入D.兩相三計(jì)數(shù)輸入答案：C8.某4極三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌標(biāo)注“額定頻率50Hz，額定轉(zhuǎn)速1440r/min”，其額定轉(zhuǎn)差率為（）。A.0.02B.0.04C.0.06D.0.08答案：B9.維修直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)換向器表面有環(huán)狀灼痕，最可能的原因是（）。A.電刷壓力過大B.電樞繞組匝間短路C.換向極繞組接反D.電刷與換向器接觸不良答案：C10.采用兆歐表測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣電阻時(shí)，若兆歐表轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速（約120r/min），測(cè)得的絕緣電阻值會(huì)（）。A.偏大B.偏小C.無(wú)變化D.波動(dòng)增大答案：B二、判斷題（每題1分，共10分）1.PLC的掃描周期僅包括輸入采樣、用戶程序執(zhí)行兩個(gè)階段。（）答案：×（還包括輸出刷新階段）2.變頻器的過載保護(hù)（OL）主要針對(duì)電力電子器件，而電機(jī)過載保護(hù)需通過外部熱繼電器實(shí)現(xiàn)。（）答案：×（變頻器內(nèi)置電機(jī)過載保護(hù)功能）3.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件包括聯(lián)結(jié)組別相同、變比相等、短路阻抗標(biāo)幺值相等。（）答案：√4.晶閘管的維持電流IH是指維持其導(dǎo)通所需的最小陽(yáng)極電流，小于擎住電流IL。（）答案：√5.異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)。（）答案：√6.測(cè)量高壓設(shè)備絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將兆歐表的“G”端（屏蔽端）接至被測(cè)設(shè)備的表面泄漏路徑上，以消除表面泄漏電流的影響。（）答案：√7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角越小，定位精度越高，但響應(yīng)速度可能降低。（）答案：√8.變頻器的PID控制中，若比例系數(shù)（P）過大，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)量增大，甚至振蕩。（）答案：√9.直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)會(huì)使主磁極磁場(chǎng)發(fā)生畸變，并削弱主磁場(chǎng)。（）答案：√10.采用鉗形電流表測(cè)量電流時(shí)，若被測(cè)導(dǎo)線未完全穿過鉗口中心，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。（）答案：√三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述SPWM（正弦脈寬調(diào)制）技術(shù)的基本原理及變頻器中采用SPWM的主要目的。答案：SPWM技術(shù)通過將正弦波作為調(diào)制波，三角波作為載波，通過比較兩者得到一系列等幅不等寬的脈沖序列，其脈沖寬度按正弦規(guī)律變化。變頻器中采用SPWM的主要目的是：①使輸出電壓波形接近正弦波，減少諧波含量；②通過調(diào)節(jié)調(diào)制波的幅值和頻率，實(shí)現(xiàn)輸出電壓和頻率的同時(shí)調(diào)節(jié)（VVVF控制）；③降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲和溫升。2.分析三相異步電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行的危害，并說(shuō)明如何通過電氣保護(hù)措施預(yù)防。答案：缺相運(yùn)行的危害：①未斷相的兩相電流大幅增加（約為額定電流的1.73倍），導(dǎo)致繞組過熱，絕緣加速老化甚至燒毀；②電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩顯著下降（約為額定轉(zhuǎn)矩的50%），帶載時(shí)可能堵轉(zhuǎn)；③長(zhǎng)時(shí)間缺相運(yùn)行會(huì)引發(fā)繞組匝間短路或相間短路。預(yù)防措施：①使用帶缺相保護(hù)功能的斷路器或熱繼電器；②在控制電路中加入三相電壓檢測(cè)模塊，缺相時(shí)立即切斷電源；③對(duì)于重要設(shè)備，可采用相序保護(hù)繼電器，同時(shí)監(jiān)測(cè)缺相和相序錯(cuò)誤。3.列舉PLC輸入/輸出模塊的常見類型，并說(shuō)明在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)優(yōu)先選擇的輸出類型及原因。答案：常見輸入模塊類型：開關(guān)量輸入（直流24V、交流220V）、模擬量輸入（電流4-20mA、電壓0-10V）；常見輸出模塊類型：繼電器輸出（交直流通用）、晶體管輸出（直流）、晶閘管輸出（交流）。在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)優(yōu)先選擇晶體管輸出模塊，原因：繼電器輸出的觸點(diǎn)易受腐蝕氣體影響，導(dǎo)致接觸不良；晶閘管輸出的半導(dǎo)體器件無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，抗腐蝕能力更強(qiáng)；晶體管輸出響應(yīng)速度快，適合需要頻繁動(dòng)作的場(chǎng)景。4.簡(jiǎn)述變頻器參數(shù)“載波頻率”對(duì)系統(tǒng)的影響，并說(shuō)明設(shè)置時(shí)的注意事項(xiàng)。答案：載波頻率的影響：①載波頻率越高，輸出電壓波形越平滑，電機(jī)噪聲越小，但I(xiàn)GBT開關(guān)損耗增大，變頻器溫升升高；②載波頻率越低，開關(guān)損耗減小，變頻器效率提高，但輸出諧波含量增加，電機(jī)發(fā)熱和噪聲增大。設(shè)置注意事項(xiàng)：①根據(jù)電機(jī)功率選擇，小功率電機(jī)可適當(dāng)提高載波頻率（如5-15kHz），大功率電機(jī)降低（如2-8kHz）；②環(huán)境溫度較高時(shí)，降低載波頻率以減少變頻器發(fā)熱；③若存在電磁干擾（如影響附近儀表），可降低載波頻率或增加輸出電抗器。5.維修數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大，可能的電氣故障原因有哪些？（至少列舉5項(xiàng)）答案：可能的電氣故障原因：①伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤（如增益過高、剛性設(shè)置不當(dāng)）；②編碼器故障（信號(hào)丟失、接線松動(dòng)）；③伺服電機(jī)繞組匝間短路（導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)）；④驅(qū)動(dòng)器輸出電壓不平衡（IGBT模塊損壞或驅(qū)動(dòng)電路異常）；⑤動(dòng)力線或編碼器線屏蔽不良，引入外部干擾；⑥制動(dòng)電阻損壞（再生能量無(wú)法釋放，導(dǎo)致直流母線電壓波動(dòng)）。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率30kW，額定電壓380V，額定功率因數(shù)0.85，額定效率0.92。計(jì)算：①額定電流；②若采用變頻器驅(qū)動(dòng)，低頻（20Hz）運(yùn)行時(shí)，保持U/f恒定，此時(shí)輸出電壓應(yīng)為多少？（保留兩位小數(shù)）答案：①額定電流計(jì)算公式：I_N=P_N/(√3×U_N×cosφ×η)代入數(shù)據(jù)：I_N=30000/(1.732×380×0.85×0.92)≈30000/(1.732×380×0.782)≈30000/514.7≈58.29A②U/f恒定控制時(shí)，輸出電壓與頻率成正比。額定頻率50Hz時(shí)電壓380V，20Hz時(shí)輸出電壓U=(20/50)×380=152.00V2.某PLC控制系統(tǒng)中，需要控制一臺(tái)電機(jī)間歇運(yùn)行：?jiǎn)?dòng)后運(yùn)行15秒，停止10秒，循環(huán)執(zhí)行。若使用S7-1200的TON定時(shí)器（分辨率100ms），編寫定時(shí)器參數(shù)設(shè)置及控制邏輯（用梯形圖或語(yǔ)句表表示）。答案：設(shè)定時(shí)器T1為運(yùn)行定時(shí)器，T2為停止定時(shí)器。-T1的設(shè)定值：15秒=150×100ms，故PT=150；-T2的設(shè)定值：10秒=100×100ms，故PT=100；控制邏輯（語(yǔ)句表）：Network1:LDSM0.1//初始化脈沖MOV0,M0.0//初始狀態(tài)為停止Network2:LDM0.0//運(yùn)行狀態(tài)TONT1,150LDT1EUNOT=M0.0//運(yùn)行15秒后切換為停止?fàn)顟B(tài)Network3:LDNM0.0//停止?fàn)顟B(tài)TONT2,100LDT2EU=M0.0//停止10秒后切換為運(yùn)行狀態(tài)Network4:LDM0.0=Q0.0//電機(jī)運(yùn)行輸出五、綜合分析題（20分）某工廠一臺(tái)龍門刨床出現(xiàn)故障：正向運(yùn)行正常，反向無(wú)法啟動(dòng)，操作面板無(wú)報(bào)警顯示。維修人員檢查發(fā)現(xiàn)：PLC輸出模塊Y0.1（控制反向接觸器KM2）的指示燈亮，KM2線圈電壓為0V，KM2主觸點(diǎn)未吸合。試分析可能的故障原因，并設(shè)計(jì)排查步驟。答案：可能的故障原因（需結(jié)合電氣控制原理分析）：1.輸出模塊Y0.1內(nèi)部故障（如晶體管擊穿或觸點(diǎn)燒斷），雖指示燈亮但無(wú)實(shí)際輸出；2.Y0.1至KM2線圈的接線故障（如導(dǎo)線斷路、端子排接觸不良）；3.KM2線圈損壞（匝間短路或斷路）；4.反向控制回路中存在其他聯(lián)鎖觸點(diǎn)未閉合（如限位開關(guān)SQ2常閉觸點(diǎn)斷開、過載保護(hù)FR常閉觸點(diǎn)動(dòng)作）；5.電源故障（如控制回路電源熔斷器FU2熔斷，導(dǎo)致KM2線圈無(wú)供電）。排查步驟：1.確認(rèn)控制回路電源：用萬(wàn)用表測(cè)量KM2線圈兩端的電源電壓（正常應(yīng)為220V或380V，根據(jù)回路設(shè)計(jì)），若無(wú)電壓，檢查熔斷器FU2是否熔斷，電源線路是否正常；2.檢查輸出模塊Y0.1的實(shí)際輸出：斷開Y0.1至KM2的接線，用萬(wàn)用表測(cè)量Y0.1輸出端電壓（若為晶體管輸出，正常應(yīng)為24V；繼電器輸出應(yīng)為控制電源電壓），若電壓異常，說(shuō)明輸出模塊損壞；3.檢查接線線路：用萬(wàn)用表通斷檔測(cè)量Y0.1至KM2線圈的導(dǎo)線，確認(rèn)是否斷路；檢查端子排接線是否松動(dòng)、氧化；4.檢查KM2線圈：斷開線圈電源，用萬(wàn)用表測(cè)量線圈電阻（正常應(yīng)