(2025年)《電機與電氣控制技術》自測題與答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.直流電動機的調(diào)速方法不包括以下哪種（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變勵磁磁通調(diào)速C.改變負載大小調(diào)速D.改變電樞回路電阻調(diào)速答案：C。改變負載大小不能作為直流電動機的調(diào)速方法，直流電動機調(diào)速主要通過改變電樞電壓、勵磁磁通、電樞回路電阻來實現(xiàn)。2.三相異步電動機啟動時，啟動電流大的原因是（）A.啟動時電壓高B.啟動時負載大C.啟動時轉(zhuǎn)子感應電動勢大，轉(zhuǎn)子電流大D.啟動時電機效率低答案：C。三相異步電動機啟動瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體的速度最快，轉(zhuǎn)子感應電動勢大，導致轉(zhuǎn)子電流大，進而使定子電流也很大。3.熱繼電器在電路中主要起（）保護作用。A.短路B.過載C.欠壓D.失壓答案：B。熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的，主要用于電動機的過載保護。4.交流接觸器的電磁機構(gòu)由（）組成。A.線圈、動鐵心和靜鐵心B.主觸點和輔助觸點C.滅弧裝置D.以上都不是答案：A。交流接觸器的電磁機構(gòu)主要由線圈、動鐵心和靜鐵心組成，通過電磁力來驅(qū)動觸點的閉合和斷開。5.時間繼電器的作用是（）A.短路保護B.過載保護C.延時控制D.過壓保護答案：C。時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來實現(xiàn)觸點延時閉合或斷開的控制電器，主要用于延時控制。6.三相籠型異步電動機采用星-三角降壓啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩分別降為直接啟動時的（）A.1/3，1/3B.1/√3，1/3C.1/3，1/√3D.1/√3，1/√3答案：A。三相籠型異步電動機采用星-三角降壓啟動時，定子繞組星形連接，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都降為直接啟動時的1/3。7.直流電動機的制動方法中，能耗制動是將（）A.電能消耗在電阻上B.電能反饋回電網(wǎng)C.機械能消耗在電阻上D.機械能反饋回電網(wǎng)答案：C。能耗制動是在切斷直流電動機的電源后，在電樞繞組兩端接入一個制動電阻，將電動機的機械能轉(zhuǎn)化為電能消耗在制動電阻上。8.下列哪種調(diào)速方式適用于恒功率負載（）A.直流電動機改變電樞電壓調(diào)速B.直流電動機改變勵磁磁通調(diào)速C.三相異步電動機變極調(diào)速D.以上都不是答案：B。直流電動機改變勵磁磁通調(diào)速適用于恒功率負載，在調(diào)速過程中，電動機的輸出功率基本保持不變。9.可編程控制器（PLC）的編程語言不包括（）A.梯形圖語言B.指令表語言C.高級語言D.順序功能圖語言答案：C。PLC的編程語言主要有梯形圖語言、指令表語言、順序功能圖語言等，一般不使用高級語言。10.異步電動機的轉(zhuǎn)差率s定義為（）A.(n?-n)/n?B.(n-n?)/n?C.(n?-n)/nD.(n-n?)/n答案：A。異步電動機的轉(zhuǎn)差率s是指同步轉(zhuǎn)速n?與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差值與同步轉(zhuǎn)速n?的比值，即s=(n?-n)/n?。11.以下哪種電器不屬于主令電器（）A.按鈕B.行程開關C.接觸器D.轉(zhuǎn)換開關答案：C。主令電器是用于發(fā)布命令或信號的電器，如按鈕、行程開關、轉(zhuǎn)換開關等，接觸器是用于控制主電路通斷的電器，不屬于主令電器。12.三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n?與（）有關。A.電源頻率f和磁極對數(shù)pB.電源電壓U和負載大小C.轉(zhuǎn)子電阻R?和漏電抗X?D.以上都不是答案：A。三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n?=60f/p，其中f是電源頻率，p是磁極對數(shù)。13.直流發(fā)電機的電動勢E?與（）成正比。A.主磁通Φ和轉(zhuǎn)速nB.主磁通Φ和電樞電流I?C.電樞電流I?和轉(zhuǎn)速nD.以上都不是答案：A。直流發(fā)電機的電動勢E?=C?Φn，其中C?是電動勢常數(shù)，Φ是主磁通，n是轉(zhuǎn)速。14.電動機的額定功率是指（）A.輸入功率B.輸出功率C.視在功率D.無功功率答案：B。電動機的額定功率是指電動機在額定運行狀態(tài)下軸上輸出的機械功率。15.以下哪種控制電路可以實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)控制（）A.點動控制電路B.自鎖控制電路C.正反轉(zhuǎn)控制電路D.順序控制電路答案：C。正反轉(zhuǎn)控制電路通過改變電動機定子繞組的電源相序來實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)。二、判斷題（每題2分，共20分）1.直流電動機的電樞電動勢E?與轉(zhuǎn)速n成正比。（）答案：√。由直流電動機電動勢公式E?=C?Φn可知，在主磁通Φ不變的情況下，電樞電動勢E?與轉(zhuǎn)速n成正比。2.三相異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠小于同步轉(zhuǎn)速。（）答案：√。因為只有當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場才能切割轉(zhuǎn)子導體，在轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應電動勢和電流，從而使電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。3.熱繼電器的熱元件應串聯(lián)在主電路中，其常閉觸點應串聯(lián)在控制電路中。（）答案：√。熱繼電器的熱元件通過主電路電流，當主電路過載時，熱元件發(fā)熱使常閉觸點斷開，切斷控制電路，起到過載保護作用。4.交流接觸器的主觸點用于控制主電路的通斷，輔助觸點用于控制電路的聯(lián)鎖和信號指示等。（）答案：√。交流接觸器的主觸點能夠通過較大的電流，用于控制主電路；輔助觸點電流較小，用于控制電路的聯(lián)鎖和信號指示等。5.時間繼電器的延時時間可以通過調(diào)節(jié)其延時調(diào)節(jié)裝置來改變。（）答案：√。時間繼電器一般都設有延時調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)該裝置可以改變延時時間。6.三相籠型異步電動機采用自耦變壓器降壓啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。（）答案：√。自耦變壓器降壓啟動可以通過改變自耦變壓器的抽頭來調(diào)節(jié)啟動電壓，從而調(diào)節(jié)啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。7.直流電動機的調(diào)速范圍是指電動機在額定負載下的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。（）答案：√。調(diào)速范圍是衡量電動機調(diào)速性能的一個重要指標，通常用最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比來表示。8.PLC的輸入接口電路是將外部輸入信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部能夠處理的信號。（）答案：√。PLC的輸入接口電路主要作用是對外部輸入信號進行隔離、濾波、電平轉(zhuǎn)換等處理，將其轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部能夠處理的信號。9.異步電動機的功率因數(shù)隨著負載的增加而增大。（）答案：√。當異步電動機空載運行時，定子電流主要用于建立磁場，功率因數(shù)很低；隨著負載的增加，定子電流中的有功分量增加，功率因數(shù)逐漸增大。10.電動機的絕緣等級是根據(jù)電動機繞組所用絕緣材料的耐熱等級來劃分的。（）答案：√。電動機的絕緣等級主要有A、E、B、F、H等，不同的絕緣等級對應不同的允許工作溫度，是根據(jù)絕緣材料的耐熱等級來劃分的。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述直流電動機的工作原理。答：直流電動機是根據(jù)載流導體在磁場中受到電磁力的作用而運動的原理工作的。當直流電源通過電刷和換向器向電樞繞組供電時，電樞繞組中就有電流流過。由于電樞繞組處于主磁極產(chǎn)生的磁場中，載流的電樞繞組導體就會受到電磁力的作用，電磁力的方向由左手定則確定。這些電磁力對電樞軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)過程中，換向器不斷地改變電樞繞組中電流的方向，使電樞繞組所受到的電磁轉(zhuǎn)矩方向始終保持不變，從而使電動機能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)。2.說明三相異步電動機的調(diào)速方法及其特點。答：三相異步電動機的調(diào)速方法主要有以下幾種：-變極調(diào)速：通過改變定子繞組的接線方式來改變電動機的磁極對數(shù)p，從而改變同步轉(zhuǎn)速n?實現(xiàn)調(diào)速。特點是調(diào)速是有級的，只能得到幾種特定的轉(zhuǎn)速；調(diào)速設備簡單、成本低、效率高；適用于不需要平滑調(diào)速的場合，如機床、電梯等。-變頻調(diào)速：通過改變電源頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速n?實現(xiàn)調(diào)速。特點是調(diào)速范圍寬、平滑性好、效率高；可以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速；但需要專門的變頻裝置，成本較高。-改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：包括改變定子電壓調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等。改變定子電壓調(diào)速適用于風機、泵類負載，調(diào)速范圍較小，效率較低；繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速可以平滑調(diào)速，但調(diào)速過程中能量損耗較大，效率較低，適用于起重機、卷揚機等對調(diào)速性能要求不高的場合。3.簡述可編程控制器（PLC）的基本組成和工作原理。答：PLC的基本組成包括：-中央處理器（CPU）：是PLC的核心，負責對程序進行解釋和執(zhí)行，完成數(shù)據(jù)的運算和處理等任務。-存儲器：用于存儲系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序由PLC廠家編寫，用戶程序由用戶根據(jù)控制要求編寫。-輸入/輸出（I/O）接口：輸入接口用于接收外部輸入信號，輸出接口用于將PLC的控制信號輸出到外部執(zhí)行元件。-電源：為PLC各部分提供電源。-編程器：用于編寫、調(diào)試和修改用戶程序。PLC的工作原理是采用循環(huán)掃描工作方式。其工作過程一般分為三個階段：-輸入采樣階段：PLC以掃描方式依次讀入所有輸入端子的狀態(tài)，并將其存入輸入映像寄存器中。-程序執(zhí)行階段：CPU按照用戶程序的指令順序，對輸入映像寄存器和其他數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)進行邏輯運算和處理，并將運算結(jié)果存入輸出映像寄存器中。-輸出刷新階段：在所有指令執(zhí)行完畢后，PLC將輸出映像寄存器中的內(nèi)容傳送到輸出鎖存器，通過輸出接口驅(qū)動外部執(zhí)行元件。四、計算題（每題10分，共20分）1.一臺三相籠型異步電動機，額定功率P?=30kW，額定電壓U?=380V，額定轉(zhuǎn)速n?=1470r/min，功率因數(shù)cosφ?=0.86，效率η?=0.9。求：（1）電動機的額定電流I?；（2）電動機的同步轉(zhuǎn)速n?和磁極對數(shù)p；（3）電動機的額定轉(zhuǎn)差率s?。解：（1）根據(jù)電動機的功率公式P?=√3U?I?cosφ?η?，可得：I?=P?/(√3U?cosφ?η?)=30×103/(√3×380×0.86×0.9)≈57.5A（2）由于異步電動機的額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，且額定轉(zhuǎn)速n?=1470r/min，可知同步轉(zhuǎn)速n?=1500r/min。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速公式n?=60f/p，可得磁極對數(shù)p=60f/n?=60×50/1500=2（3）額定轉(zhuǎn)差率s?=(n?-n?)/n?=(1500-1470)/1500=0.022.一臺他勵直流電動機，額定功率P?=17kW，額定電壓U?=220V，額定電流I?=88.9A，額定轉(zhuǎn)速n?=1500r/min，電樞回路電阻R?=0.18Ω。求：（1）電動機的額定電磁功率P??；（2）額定轉(zhuǎn)矩T?；（3）在額定負載下的電樞電動勢