2025年《機(jī)床電氣控制技術(shù)》試卷習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列低壓電器中，主要用于短路保護(hù)的是（）A.熱繼電器B.熔斷器C.接觸器D.時(shí)間繼電器答案：B2.交流接觸器的電磁系統(tǒng)不包括（）A.線圈B.動(dòng)鐵芯C.靜鐵芯D.主觸點(diǎn)答案：D3.熱繼電器對三相異步電機(jī)的保護(hù)主要針對（）A.短路B.過載C.欠壓D.缺相答案：B4.通電延時(shí)型時(shí)間繼電器在斷電時(shí)，其延時(shí)觸點(diǎn)的動(dòng)作特性為（）A.瞬時(shí)斷開，延時(shí)閉合B.延時(shí)斷開，瞬時(shí)閉合C.瞬時(shí)斷開，瞬時(shí)閉合D.延時(shí)斷開，延時(shí)閉合答案：A5.PLC的輸入模塊通常采用（）電源供電A.AC220VB.DC24VC.AC380VD.DC5V答案：B6.某步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)為40，采用三相六拍通電方式，其步距角為（）A.1.5°B.3°C.0.75°D.2°答案：A（計(jì)算：360°/(40×3×2/3)=1.5°）7.變頻器的V/F控制模式主要用于（）A.高精度調(diào)速B.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載C.恒功率負(fù)載D.輕載啟動(dòng)答案：B8.數(shù)控機(jī)床中，用于檢測工作臺實(shí)際位置的元件是（）A.編碼器B.接近開關(guān)C.壓力傳感器D.溫度傳感器答案：A9.電氣原理圖中，同一電器的各部件應(yīng)（）A.按實(shí)際位置繪制B.集中繪制C.分散繪制但標(biāo)注相同文字符號D.按功能分區(qū)繪制答案：C10.三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制中，接觸器互鎖的主要目的是（）A.防止電源短路B.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制C.提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩D.降低能耗答案：A二、填空題（每空1分，共20分）1.低壓電器是指工作在交流____V、直流____V及以下的電器。（1200；1500）2.熱繼電器的雙金屬片由兩種____不同的金屬碾壓而成，過載時(shí)因____不同而彎曲。（熱膨脹系數(shù)；膨脹量）3.PLC的掃描周期主要包括____、____和____三個(gè)階段。（輸入采樣；用戶程序執(zhí)行；輸出刷新）4.步進(jìn)電機(jī)的通電方式有____、____和____三種，其中____方式步距角更小。（單拍；雙拍；單雙拍；單雙拍）5.變頻器的主電路由____、____和____三部分組成。（整流電路；中間直流環(huán)節(jié)；逆變電路）6.旋轉(zhuǎn)變壓器的分辨率通常用____表示，數(shù)值越大，檢測精度____。（每轉(zhuǎn)輸出的正弦波周期數(shù)；越高）7.電氣控制電路的基本保護(hù)環(huán)節(jié)包括____、____、____和____。（短路保護(hù)；過載保護(hù)；欠壓保護(hù)；失壓保護(hù)）8.三相異步電機(jī)的調(diào)速方法有____、____和____。（變極調(diào)速；變頻調(diào)速；變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.熔斷器可同時(shí)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)和過載保護(hù)。（×）2.交流接觸器的主觸點(diǎn)用于接通或斷開控制電路。（×）3.斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器在通電時(shí)觸點(diǎn)立即動(dòng)作，斷電后延時(shí)恢復(fù)。（√）4.PLC的輸入模塊負(fù)責(zé)將外部信號轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯信號，輸出模塊負(fù)責(zé)將內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換為外部執(zhí)行信號。（√）5.步進(jìn)電機(jī)的步距角越小，定位精度越高。（√）6.變頻器的輸出頻率范圍通常為0~60Hz，超過60Hz時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩會下降。（√）7.光柵尺的安裝位置應(yīng)盡量靠近機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件，以減少測量誤差。（√）8.電氣原理圖中，電源線應(yīng)水平繪制，主電路在上，控制電路在下。（√）9.自鎖環(huán)節(jié)的作用是使接觸器在啟動(dòng)按鈕松開后仍能保持吸合。（√）10.三相異步電機(jī)的能耗制動(dòng)是通過通入直流電流產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（√）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述熔斷器與熱繼電器在保護(hù)功能上的主要區(qū)別。答案：熔斷器主要用于短路保護(hù)，通過熔體熔斷快速切斷電路；熱繼電器主要用于過載保護(hù)，利用雙金屬片受熱彎曲推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，反應(yīng)較慢，不能用于短路保護(hù)。2.交流接觸器在頻繁操作時(shí)為何容易過熱？答案：頻繁操作時(shí)，接觸器的銜鐵反復(fù)吸合與釋放，線圈通電時(shí)間短但次數(shù)多，導(dǎo)致線圈發(fā)熱；同時(shí)觸點(diǎn)頻繁通斷會產(chǎn)生電弧，加劇觸點(diǎn)磨損和發(fā)熱，因此容易過熱。3.三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中，為何需要同時(shí)設(shè)置按鈕互鎖和接觸器互鎖？答案：按鈕互鎖通過復(fù)合按鈕的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，防止誤操作時(shí)兩個(gè)接觸器同時(shí)吸合；接觸器互鎖通過對方接觸器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在自身線圈電路中，雙重互鎖可徹底避免主電路短路，提高安全性。4.PLC梯形圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循哪些基本原則？答案：①梯形圖按從上到下、從左到右的順序繪制；②觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能垂直連接；③線圈不能直接連接左母線，必須通過觸點(diǎn)；④盡量減少觸點(diǎn)使用數(shù)量，簡化邏輯；⑤利用程序結(jié)構(gòu)（如子程序、中斷）提高可讀性和效率。五、分析題（每題8分，共24分）1.某車床主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（如圖1所示）出現(xiàn)以下故障：按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2，接觸器KM1不吸合，但按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3時(shí)KM2正常吸合。試分析可能的故障點(diǎn)。（注：圖1為典型正反轉(zhuǎn)控制電路，包含KM1、KM2接觸器，SB1停止按鈕，SB2正轉(zhuǎn)按鈕（復(fù)合按鈕），SB3反轉(zhuǎn)按鈕（復(fù)合按鈕），F(xiàn)R熱繼電器常閉觸點(diǎn)，F(xiàn)U熔斷器）答案：可能的故障點(diǎn)包括：①SB2的常開觸點(diǎn)接觸不良；②KM2的常閉互鎖觸點(diǎn)（串聯(lián)在KM1線圈電路中的KM2常閉觸點(diǎn)）粘連未斷開；③KM1線圈損壞或接線松脫；④FR熱繼電器常閉觸點(diǎn)因過載未復(fù)位；⑤SB2到KM1線圈之間的連線斷路。2.某PLC控制的鉆床要求實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”的自動(dòng)循環(huán)功能，輸入信號包括：啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2、快進(jìn)限位SQ1（到位斷開）、工進(jìn)限位SQ2（到位閉合）、快退限位SQ3（到位斷開）；輸出信號包括：快進(jìn)電磁閥YV1、工進(jìn)電磁閥YV2、快退電磁閥YV3。試設(shè)計(jì)梯形圖的主要邏輯。答案：梯形圖邏輯如下：-初始狀態(tài)：按下SB1，M0置位，YV1得電（快進(jìn)）；-快進(jìn)到位，SQ1斷開，YV1失電，YV2得電（工進(jìn)）；-工進(jìn)到位，SQ2閉合，YV2失電，YV3得電（快退）；-快退到位，SQ3斷開，YV3失電，M0復(fù)位，系統(tǒng)停止；-任意時(shí)刻按下SB2，M0復(fù)位，所有電磁閥失電。3.某步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用110BYG350型步進(jìn)電機(jī)（步距角1.8°，相數(shù)4，靜轉(zhuǎn)矩3.5N·m），搭配細(xì)分驅(qū)動(dòng)器（8細(xì)分），驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（導(dǎo)程5mm）。計(jì)算：①細(xì)分后的步距角；②電機(jī)每轉(zhuǎn)1圈，工作臺移動(dòng)距離；③工作臺移動(dòng)0.1mm所需的脈沖數(shù)。答案：①細(xì)分后步距角=1.8°/8=0.225°；②電機(jī)每轉(zhuǎn)1圈（360°），滾珠絲杠轉(zhuǎn)1圈，工作臺移動(dòng)距離=導(dǎo)程=5mm；③每脈沖工作臺移動(dòng)距離=導(dǎo)程×步距角/(360°×細(xì)分?jǐn)?shù))=5mm×0.225°/(360°)=0.003125mm/脈沖，移動(dòng)0.1mm所需脈沖數(shù)=0.1/0.003125=32個(gè)。六、綜合應(yīng)用題（16分）設(shè)計(jì)一臺小型數(shù)控車床的刀架進(jìn)給電氣控制系統(tǒng)，要求：（1）主電路：采用三相異步電機(jī)（功率3kW，額定電流6.8A）驅(qū)動(dòng)刀架縱向進(jìn)給，配置變頻器調(diào)速（頻率范圍0~50Hz）；（2）控制電路：支持手動(dòng)/自動(dòng)切換，手動(dòng)時(shí)通過按鈕點(diǎn)動(dòng)控制正反轉(zhuǎn)，自動(dòng)時(shí)按預(yù)設(shè)程序（快進(jìn)→工進(jìn)→快退）循環(huán)；（3）保護(hù)環(huán)節(jié)：包含短路、過載、欠壓保護(hù)；（4）繪制主電路和控制電路的簡化原理圖（用文字描述關(guān)鍵元件及連接關(guān)系）。答案：1.主電路設(shè)計(jì)：-電源進(jìn)線經(jīng)斷路器QF（額定電流10A）實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；-接觸器KM1主觸點(diǎn)控制電機(jī)電源通斷；-變頻器UV的輸入側(cè)接KM1主觸點(diǎn)輸出端，輸出側(cè)接電機(jī)M；-熱繼電器FR（整定電流7A）串聯(lián)在KM1主觸點(diǎn)與變頻器之間，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；-電機(jī)接地保護(hù)PE。2.控制電路設(shè)計(jì)：-控制電源：AC220V，經(jīng)熔斷器FU（2A）供電；-手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)SA：SA置“手動(dòng)”時(shí)，通過正轉(zhuǎn)按鈕SB2（點(diǎn)動(dòng)）、反轉(zhuǎn)按鈕SB3（點(diǎn)動(dòng)）控制KM1吸合，變頻器接收手動(dòng)電位器給定頻率；-SA置“自動(dòng)”時(shí)，PLC輸出控制：快進(jìn)信號Y0→變頻器多段速端子X1（對應(yīng)40Hz），工進(jìn)信號Y1→X2（對應(yīng)10Hz），快退信號Y2→X3（對應(yīng)40Hz反轉(zhuǎn)）；-限位開關(guān)SQ1（快進(jìn)到位）、SQ2（工進(jìn)到位）、SQ3（快退到位）接入PLC輸入端子X0~X2；-停止按鈕SB1串聯(lián)在控制電路總線上，緊急情況斷開所有輸出；