(2025年)電機(jī)與電氣控制試卷及其答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若突然將勵(lì)磁回路斷開，電機(jī)最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）。A.轉(zhuǎn)速急劇下降B.電樞電流減小C.轉(zhuǎn)速急劇上升D.立即停轉(zhuǎn)2.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流約為額定電流的5-7倍，其主要原因是（）。A.啟動(dòng)時(shí)電壓過高B.啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大C.啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)低D.啟動(dòng)時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角θ與（）無關(guān)。A.定子繞組相數(shù)B.轉(zhuǎn)子齒數(shù)C.通電方式D.電源頻率4.交流接觸器的吸引線圈額定電壓若為380V，則控制電路的電源電壓應(yīng)為（）。A.220VB.380VC.110VD.660V5.熱繼電器的雙金屬片彎曲是由于（）。A.機(jī)械力作用B.熱膨脹系數(shù)不同C.電磁力作用D.電流的磁效應(yīng)6.三相異步電動(dòng)機(jī)采用Y-Δ降壓啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)的（）。A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍7.直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)是指（）。A.電樞電流產(chǎn)生的磁場對(duì)主磁場的影響B(tài).電樞電壓對(duì)勵(lì)磁電流的影響C.電樞繞組電阻引起的電壓降D.電樞旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)8.PLC的輸入模塊通常采用（）隔離方式。A.光電B.電磁C.電容D.電阻9.同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與（）無關(guān)。A.電源頻率B.磁極對(duì)數(shù)C.負(fù)載大小D.電網(wǎng)電壓10.三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，需向定子繞組通入（）。A.單相交流電B.三相交流電C.直流電D.脈沖電流二、填空題（每空1分，共20分）1.直流電機(jī)的勵(lì)磁方式包括他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和______四種。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速公式為n?=______（f為電源頻率，p為極對(duì)數(shù)）。3.交流接觸器的結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)、______和滅弧裝置組成。4.熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的______保護(hù)，不能用于______保護(hù)。5.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與______成正比，轉(zhuǎn)速與______成正比。6.PLC的工作方式是______，其掃描周期包括輸入采樣、______和輸出刷新三個(gè)階段。7.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有電樞回路串電阻調(diào)速、______調(diào)速和______調(diào)速。8.三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法包括能耗制動(dòng)、______制動(dòng)和______制動(dòng)。9.繼電器按輸入信號(hào)類型可分為電壓繼電器、______繼電器、______繼電器等。10.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n?-n）/n?，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)瞬間，s=______；理想空載時(shí)，s=______。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)會(huì)削弱主磁場并使磁場發(fā)生畸變。（）2.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略高于同步轉(zhuǎn)速。（）3.交流接觸器的主觸點(diǎn)用于接通或斷開主電路，輔助觸點(diǎn)用于控制電路。（）4.熱繼電器的整定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。（）5.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角越小，控制精度越高。（）6.PLC的輸出模塊分為繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出三種類型。（）7.同步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)，需借助輔助繞組或變頻裝置。（）8.三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)，若保持U/f恒定，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。（）9.時(shí)間繼電器的延時(shí)方式只有通電延時(shí)一種。（）10.直流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)公式為E?=C?Φn，其中Φ為勵(lì)磁磁通，n為轉(zhuǎn)速。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。2.三相異步電動(dòng)機(jī)為什么不能在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行？3.畫出接觸器聯(lián)鎖的三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（主電路和控制電路），并說明聯(lián)鎖的作用。4.比較PLC控制與繼電器-接觸器控制的優(yōu)缺點(diǎn)。5.說明三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的基本原理及特點(diǎn)。五、綜合題（共20分）1.（10分）某三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率15kW，額定電壓380V，額定電流30A，額定轉(zhuǎn)速1460r/min，采用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)。（1）計(jì)算該電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n?和轉(zhuǎn)差率s（電源頻率50Hz）；（2）確定熱繼電器的整定電流范圍，并說明選擇依據(jù)。2.（10分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)往返小車控制電路，要求：小車由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，正轉(zhuǎn)前進(jìn)，反轉(zhuǎn)后退；當(dāng)小車前進(jìn)到右端時(shí)，壓下右限位開關(guān)SQ2，自動(dòng)后退；后退到左端時(shí)，壓下左限位開關(guān)SQ1，自動(dòng)前進(jìn)；需設(shè)置啟動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2。（1）列出I/O分配表（輸入、輸出各4點(diǎn)）；（2）畫出梯形圖（要求包含限位保護(hù)和啟?？刂疲?。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.D4.B5.B6.B7.A8.A9.C10.C二、填空題1.復(fù)勵(lì)；2.60f/p；3.觸點(diǎn)系統(tǒng)；4.過載；短路；5.輸入脈沖數(shù)；輸入脈沖頻率；6.循環(huán)掃描；用戶程序執(zhí)行；7.改變電樞電壓；改變勵(lì)磁磁通；8.反接；回饋；9.電流；時(shí)間（或溫度、速度等）；10.1；0三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.×10.√四、簡答題1.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理基于載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用。當(dāng)電樞繞組通入直流電流時(shí)，電樞導(dǎo)體與主磁極產(chǎn)生的磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電樞旋轉(zhuǎn)。由于換向器的作用，電樞繞組中的電流方向隨轉(zhuǎn)子位置變化而交替，確保電磁轉(zhuǎn)矩方向始終與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致，使電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須低于同步轉(zhuǎn)速（n<n?）才能運(yùn)行。若轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，無法切割磁感線，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流為零，電磁轉(zhuǎn)矩消失，電機(jī)無法維持同步轉(zhuǎn)速，因此必須存在轉(zhuǎn)差（s≠0），通過轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。3.主電路：電源→斷路器QF→熔斷器FU→接觸器KM1主觸點(diǎn)→電動(dòng)機(jī)M（正轉(zhuǎn)）；接觸器KM2主觸點(diǎn)與KM1主觸點(diǎn)反接（交換兩相電源）實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)?？刂齐娐罚弘娫础鶩U→停止按鈕SB→KM1線圈（串聯(lián)KM2輔助常閉觸點(diǎn)）→熱繼電器FR→電源；KM2線圈（串聯(lián)KM1輔助常閉觸點(diǎn)）→FR→電源。聯(lián)鎖作用：通過KM1、KM2的輔助常閉觸點(diǎn)相互串聯(lián)，防止兩個(gè)接觸器同時(shí)吸合導(dǎo)致電源短路。4.優(yōu)點(diǎn)：PLC控制可靠性高（抗干擾能力強(qiáng)）、靈活性好（程序修改方便）、功能強(qiáng)大（可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯）、維護(hù)方便（故障診斷直觀）；繼電器-接觸器控制結(jié)構(gòu)簡單、成本低、直觀易懂。缺點(diǎn)：PLC控制初期成本較高、需要編程知識(shí)；繼電器-接觸器控制觸點(diǎn)易磨損、線路復(fù)雜時(shí)故障率高、功能擴(kuò)展困難。5.變頻調(diào)速原理：通過改變電源頻率f調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n?（n?=60f/p），從而改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=n?(1-s)。特點(diǎn)：調(diào)速范圍寬（可實(shí)現(xiàn)0~n?連續(xù)調(diào)速）、調(diào)速平滑（無級(jí)調(diào)速）、效率高（無額外損耗）、可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速（通過調(diào)節(jié)電壓保持U/f恒定），是目前應(yīng)用最廣泛的高效調(diào)速方式。五、綜合題1.（1）同步轉(zhuǎn)速n?=60f/p，額定轉(zhuǎn)速1460r/min接近1500r/min（對(duì)應(yīng)p=2），故n?=1500r/min；轉(zhuǎn)差率s=(n?-n)/n?=(1500-1460)/1500≈0.0267（或2.67%）。（2）熱繼電器整定電流應(yīng)接近電動(dòng)機(jī)額定電流，考慮過載能力，整定范圍一般為(0.95~1.05)I?，即28.5A~31.5A。選擇依據(jù)：確保電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，過載時(shí)可靠保護(hù)。2.（1）I/O分配表：輸入：SB1（啟動(dòng)）→X0；SB2（停止）→X1；SQ1（左限位）→X2；SQ2（右限位）→X3；輸出：KM1（正轉(zhuǎn)）→Y0；KM2（反轉(zhuǎn)）→Y1（其他合理分配亦可）。（2）梯形圖邏輯：-啟動(dòng)：X0閉合，M0置位并自鎖；-正轉(zhuǎn)：M