(2025年)機(jī)床電氣控制技術(shù)試題庫(kù)和答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.某車床主軸電機(jī)采用三相異步電動(dòng)機(jī)，其控制電路中若需實(shí)現(xiàn)“啟動(dòng)后持續(xù)運(yùn)行，按下停止按鈕才會(huì)斷電”，應(yīng)采用以下哪種電路結(jié)構(gòu)？A.點(diǎn)動(dòng)控制電路B.自鎖控制電路C.互鎖控制電路D.順序控制電路答案：B2.熱繼電器在機(jī)床電氣控制中主要用于（）保護(hù)。A.短路B.過載C.欠壓D.過流答案：B3.接觸器的主觸點(diǎn)通常用于接通或斷開（）。A.控制電路B.主電路C.信號(hào)電路D.照明電路答案：B4.某銑床進(jìn)給電機(jī)需實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，為防止正反轉(zhuǎn)接觸器同時(shí)吸合導(dǎo)致電源短路，應(yīng)在控制電路中加入（）。A.自鎖環(huán)節(jié)B.聯(lián)鎖（互鎖）環(huán)節(jié)C.過載保護(hù)D.欠壓保護(hù)答案：B5.PLC控制機(jī)床時(shí)，輸入模塊的作用是（）。A.接收機(jī)床操作信號(hào)（如按鈕、行程開關(guān)）B.輸出控制信號(hào)（如接觸器線圈、指示燈）C.執(zhí)行邏輯運(yùn)算D.存儲(chǔ)程序答案：A6.三相異步電動(dòng)機(jī)采用Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流約為直接啟動(dòng)的（）。A.1/3B.1/2C.2/3D.3倍答案：A7.下列電器中，屬于主令電器的是（）。A.接觸器B.熱繼電器C.按鈕D.熔斷器答案：C8.機(jī)床電氣控制電路中，熔斷器的額定電流應(yīng)（）所保護(hù)電路的最大工作電流。A.遠(yuǎn)大于B.略大于C.等于D.略小于答案：B9.某磨床砂輪電機(jī)與冷卻泵電機(jī)需實(shí)現(xiàn)“砂輪電機(jī)啟動(dòng)后，冷卻泵才能啟動(dòng)；砂輪電機(jī)停止，冷卻泵自動(dòng)停止”的控制邏輯，應(yīng)采用（）。A.自鎖控制B.互鎖控制C.順序控制D.多地控制答案：C10.變頻器控制電機(jī)調(diào)速時(shí)，若需實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，應(yīng)保持（）恒定。A.電壓B.頻率C.電壓與頻率的比值（U/f）D.電流答案：C二、判斷題（每題1分，共10分）1.接觸器的輔助觸點(diǎn)只能用于控制電路，不能通過大電流。（）答案：√2.熱繼電器的雙金屬片受熱彎曲是因?yàn)閮煞N金屬的膨脹系數(shù)相同。（）答案：×（膨脹系數(shù)不同）3.點(diǎn)動(dòng)控制電路中不需要自鎖觸點(diǎn)。（）答案：√4.正反轉(zhuǎn)控制電路中，僅需電氣互鎖即可完全防止電源短路。（）答案：×（需電氣互鎖與機(jī)械互鎖配合）5.PLC的梯形圖中，輸入繼電器（X）的觸點(diǎn)可以在程序中無(wú)限次使用。（）答案：√6.三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向由電源相序決定，改變相序即可改變轉(zhuǎn)向。（）答案：√7.熔斷器既能做短路保護(hù)，也能做過載保護(hù)。（）答案：×（主要用于短路保護(hù)）8.欠壓保護(hù)的作用是當(dāng)電源電壓低于一定值時(shí)，自動(dòng)切斷電路，防止電機(jī)因電壓不足而損壞。（）答案：√9.多地控制電路中，啟動(dòng)按鈕應(yīng)并聯(lián)，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)。（）答案：√10.變頻器的加速時(shí)間是指電機(jī)從0Hz加速到額定頻率所需的時(shí)間。（）答案：√三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述機(jī)床電氣控制中“自鎖”與“互鎖”的區(qū)別及各自作用。答案：自鎖是利用接觸器的輔助常開觸點(diǎn)并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕兩端，使啟動(dòng)按鈕松開后，接觸器仍能保持吸合，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的連續(xù)運(yùn)行；互鎖是利用接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方接觸器的線圈電路中，防止兩個(gè)接觸器同時(shí)吸合（如正反轉(zhuǎn)控制），避免電源短路。自鎖的作用是保持電路持續(xù)接通，互鎖的作用是保證兩個(gè)相反動(dòng)作的電器不能同時(shí)工作。2.三相異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣保護(hù)有哪些？各保護(hù)元件是什么？答案：常用保護(hù)包括：①短路保護(hù)（熔斷器、空氣開關(guān)）；②過載保護(hù)（熱繼電器）；③欠壓/失壓保護(hù)（接觸器自身的電磁機(jī)構(gòu)）；④過流保護(hù)（過流繼電器）；⑤相序保護(hù)（相序繼電器）。3.對(duì)比傳統(tǒng)繼電器控制電路與PLC控制電路的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：傳統(tǒng)繼電器控制電路優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維修直觀；缺點(diǎn)：觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、靈活性差、故障率高、不易修改。PLC控制電路優(yōu)點(diǎn)：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程靈活、功能擴(kuò)展方便、維護(hù)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：初期成本較高，需掌握編程知識(shí)。4.某機(jī)床主軸電機(jī)啟動(dòng)后，按下停止按鈕無(wú)法斷電，可能的故障原因有哪些？答案：可能原因：①停止按鈕觸點(diǎn)接觸不良（常開觸點(diǎn)未斷開）；②接觸器主觸點(diǎn)熔焊，無(wú)法斷開；③自鎖觸點(diǎn)短路或粘連；④控制電路中存在其他導(dǎo)通路徑（如接線錯(cuò)誤導(dǎo)致旁路）；⑤熱繼電器常閉觸點(diǎn)未復(fù)位（若與停止按鈕串聯(lián)）。5.簡(jiǎn)述變頻器控制電機(jī)調(diào)速的基本原理，并說(shuō)明其在機(jī)床中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。答案：變頻器通過改變電源頻率（f）來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速（n≈60f(1-s)/p），同時(shí)調(diào)節(jié)電壓（U）以保持U/f恒定，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。在機(jī)床中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：調(diào)速范圍寬、精度高、啟動(dòng)電流小、可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)/軟停止、節(jié)能效果顯著（如部分負(fù)載時(shí)降低頻率減少能耗）、便于與PLC集成實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制邏輯。四、分析題（每題10分，共30分）1.畫出帶過載保護(hù)的三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路圖（主電路+控制電路），并標(biāo)注各元件符號(hào)及作用。答案：主電路：電源L1-L3→熔斷器FU→接觸器KM主觸點(diǎn)→熱繼電器FR熱元件→電動(dòng)機(jī)M?？刂齐娐罚弘娫碙1→熔斷器FU1→停止按鈕SB1（常閉）→啟動(dòng)按鈕SB2（常開）→接觸器KM線圈→熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)→電源L2。元件作用：FU（主電路熔斷器，短路保護(hù)）；KM主觸點(diǎn)（接通/斷開主電路）；FR熱元件（檢測(cè)電機(jī)電流，過載時(shí)動(dòng)作）；SB1（停止電機(jī)）；SB2（啟動(dòng)電機(jī)）；KM輔助常開觸點(diǎn)（并聯(lián)在SB2兩端，實(shí)現(xiàn)自鎖）；FR常閉觸點(diǎn)（過載時(shí)斷開控制電路，停止電機(jī)）。2.某車床刀架進(jìn)給電機(jī)需實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，要求：①電氣互鎖；②過載保護(hù)；③啟動(dòng)后可連續(xù)運(yùn)行。畫出控制電路并說(shuō)明互鎖的實(shí)現(xiàn)方式。答案：控制電路結(jié)構(gòu)：電源L1→FU1→SB1（停止，常閉）→正轉(zhuǎn)啟動(dòng)SB2（常開）→反轉(zhuǎn)接觸器KM2常閉觸點(diǎn)→正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈→FR常閉觸點(diǎn)→L2；同時(shí)，電源L1→FU1→SB1→反轉(zhuǎn)啟動(dòng)SB3（常開）→正轉(zhuǎn)接觸器KM1常閉觸點(diǎn)→反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈→FR常閉觸點(diǎn)→L2；KM1、KM2主觸點(diǎn)分別接電機(jī)兩相電源線（交換相序）?；ユi實(shí)現(xiàn)：KM1的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM2線圈電路中，KM2的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM1線圈電路中。當(dāng)KM1吸合時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開，KM2無(wú)法吸合；反之亦然，防止兩相序同時(shí)接通導(dǎo)致電源短路。3.某機(jī)床采用PLC控制，輸入信號(hào)包括：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1（X0）、停止按鈕SB2（X1）、限位開關(guān)SQ1（X2，左限位）、SQ2（X3，右限位）；輸出信號(hào)包括：左進(jìn)給接觸器KM1（Y0）、右進(jìn)給接觸器KM2（Y1）。要求：①啟動(dòng)后，刀架先左進(jìn)給至SQ1動(dòng)作，轉(zhuǎn)為右進(jìn)給至SQ2動(dòng)作，循環(huán)往復(fù)；②停止按鈕可隨時(shí)中斷循環(huán)。設(shè)計(jì)梯形圖并說(shuō)明工作流程。答案：梯形圖邏輯：-初始狀態(tài)：X0（SB1）閉合→M0置位（保持啟動(dòng)信號(hào)）；-M0=1時(shí)，Y0（KM1）得電→左進(jìn)給，直至X2（SQ1）閉合→Y0失電，Y1（KM2）得電→右進(jìn)給；-右進(jìn)給至X3（SQ2）閉合→Y1失電，Y0重新得電→循環(huán)；-X1（SB2）閉合→M0復(fù)位→Y0、Y1均失電，停止。工作流程：按下SB1（X0=1）→M0自鎖→Y0=1（左進(jìn)給）→碰到SQ1（X2=1）→Y0=0，Y1=1（右進(jìn)給）→碰到SQ2（X3=1）→Y1=0，Y0=1→循環(huán)；按下SB2（X1=1）→M0=0→Y0、Y1=0，停止。五、綜合題（每題15分，共30分）1.設(shè)計(jì)某臥式銑床主軸電機(jī)（7.5kW，三相380V）與進(jìn)給電機(jī)（3kW，三相380V）的電氣控制電路，要求：①主軸電機(jī)需Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)（啟動(dòng)時(shí)間5s）；②進(jìn)給電機(jī)需在主軸電機(jī)啟動(dòng)后才能啟動(dòng)；③兩臺(tái)電機(jī)均需過載保護(hù)；④具備短路保護(hù)和失壓保護(hù)。畫出主電路和控制電路（標(biāo)注元件符號(hào)），并說(shuō)明各環(huán)節(jié)功能。答案：主電路：電源L1-L3→總?cè)蹟嗥鱂U→空氣開關(guān)QF→-主軸電機(jī)支路：熔斷器FU1→接觸器KM1主觸點(diǎn)→KM3主觸點(diǎn)（Y形）/KM2主觸點(diǎn)（Δ形）→熱繼電器FR1熱元件→主軸電機(jī)M1；-進(jìn)給電機(jī)支路：熔斷器FU2→接觸器KM4主觸點(diǎn)→熱繼電器FR2熱元件→進(jìn)給電機(jī)M2。控制電路：電源L1→FU3→停止按鈕SB1（常閉）→啟動(dòng)按鈕SB2（常開）→時(shí)間繼電器KT線圈→KM1線圈→FR1常閉觸點(diǎn)→L2；KM1輔助常開觸點(diǎn)自鎖；KT延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)串聯(lián)KM3線圈→KM3輔助常閉觸點(diǎn)（斷開后切斷KM3）→KT延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)串聯(lián)KM2線圈；進(jìn)給控制：KM1輔助常開觸點(diǎn)（主軸啟動(dòng)后閉合）→停止按鈕SB3（常閉）→啟動(dòng)按鈕SB4（常開）→KM4線圈→FR2常閉觸點(diǎn)→L2；KM4輔助常開觸點(diǎn)自鎖。功能說(shuō)明：-Y-Δ啟動(dòng)：按下SB2→KM1、KM3吸合（Y形），KT開始計(jì)時(shí)；5s后KT常閉觸點(diǎn)斷開（KM3失電），常開觸點(diǎn)閉合（KM2吸合）→轉(zhuǎn)為Δ形運(yùn)行；-順序控制：進(jìn)給電機(jī)控制電路串聯(lián)KM1輔助常開觸點(diǎn)，主軸未啟動(dòng)時(shí)KM1斷開，進(jìn)給無(wú)法啟動(dòng)；-過載保護(hù)：FR1、FR2分別串聯(lián)在控制電路中，過載時(shí)斷開電路；-短路保護(hù)：FU、FU1、FU2分別保護(hù)總電路、主軸、進(jìn)給支路；-失壓保護(hù)：KM1、KM4線圈依賴電源電壓，斷電后釋放，來(lái)電需重新啟動(dòng)。2.某數(shù)控車床刀塔旋轉(zhuǎn)控制需實(shí)現(xiàn)：①手動(dòng)模式（按鈕控制正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)）；②自動(dòng)模式（PLC根據(jù)加工程序控制正轉(zhuǎn)3s→停1s→反轉(zhuǎn)3s→循環(huán)）。結(jié)合電氣控制與PLC編程，設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案（包括硬件選型、I/O分配、關(guān)鍵控制邏輯）。答案：硬件選型：PLC（如西門子S7-200SMART）、接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）、KM2（反轉(zhuǎn)）、手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)SA（輸入）、正轉(zhuǎn)按鈕SB1（手動(dòng)）、反轉(zhuǎn)按鈕SB2（手動(dòng)）、刀塔到位傳感器SQ（輸入，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)完成）。I/O分配：輸入：X0（SA，自動(dòng)=1/手動(dòng)=0）、X1（SB1，手動(dòng)正轉(zhuǎn)）、X2（SB2，手動(dòng)反轉(zhuǎn)）、X3（SQ，到位信號(hào)）；輸出：Y0（KM1，正轉(zhuǎn)）、Y1（KM2，反轉(zhuǎn)）、Y2（報(bào)警燈，故障時(shí)亮）。關(guān)鍵控制邏輯：-手動(dòng)模