維修電工技師試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流通常為額定電流的（）倍。A.1-2B.3-4C.5-7D.8-10答案：C解析：三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流大，導(dǎo)致定子電流激增。根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流通常為額定電流的5-7倍，繞線式異步電動(dòng)機(jī)因轉(zhuǎn)子串電阻可降低至2-3倍。2.某PLC程序中，輸入繼電器X0的地址為I0.0（西門子S7-200系列），當(dāng)外部按鈕按下時(shí)，X0的狀態(tài)應(yīng)為（）。A.常閉斷開，常開閉合B.常閉閉合，常開斷開C.常閉保持原態(tài)，常開翻轉(zhuǎn)D.常閉和常開同時(shí)翻轉(zhuǎn)答案：A解析：西門子S7-200系列PLC的輸入繼電器（I）采用“輸入映象寄存器”存儲(chǔ)外部信號(hào)狀態(tài)。當(dāng)外部按鈕按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入回路導(dǎo)通，輸入映象寄存器中I0.0位被置1，此時(shí)程序中所有I0.0的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。3.變頻器面板顯示“OC”故障代碼，最可能的原因是（）。A.輸入電壓過(guò)高B.輸出電流超過(guò)設(shè)定值C.散熱片溫度過(guò)高D.控制電源缺相答案：B解析：“OC”是OverCurrent的縮寫，代表過(guò)流故障。變頻器過(guò)流故障通常由負(fù)載突變（如機(jī)械卡阻）、電機(jī)繞組短路、輸出側(cè)電纜絕緣損壞、變頻器IGBT模塊損壞或加速時(shí)間設(shè)置過(guò)短（導(dǎo)致電流上升過(guò)快）引起。輸入電壓過(guò)高對(duì)應(yīng)“OU”（過(guò)壓），溫度過(guò)高對(duì)應(yīng)“OH”（過(guò)熱）。4.測(cè)量380V電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)選用（）兆歐表。A.500VB.1000VC.2500VD.5000V答案：A解析：根據(jù)《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，額定電壓在500V以下的低壓電機(jī)，應(yīng)使用500V兆歐表測(cè)量絕緣電阻；500-3000V電機(jī)用1000V兆歐表；3000V以上用2500V兆歐表。380V屬于低壓范疇，故選擇500V兆歐表。5.某三相四線制供電系統(tǒng)中，線電壓為380V，相電壓為220V，若中性線斷開，三相負(fù)載不平衡時(shí)，負(fù)載端會(huì)出現(xiàn)（）。A.各相電壓仍為220VB.負(fù)載重的相電壓升高，負(fù)載輕的相電壓降低C.負(fù)載輕的相電壓升高，負(fù)載重的相電壓降低D.所有相電壓升高至380V答案：C解析：中性線的作用是平衡三相負(fù)載的中性點(diǎn)電位。當(dāng)負(fù)載不平衡且中性線斷開時(shí)，中性點(diǎn)會(huì)偏移，導(dǎo)致各相負(fù)載承受的電壓不再等于相電壓。根據(jù)歐姆定律，負(fù)載阻抗大（功率小，負(fù)載輕）的相分得的電壓高，可能超過(guò)額定值；負(fù)載阻抗?。üβ蚀螅?fù)載重）的相分得的電壓低。6.晶閘管整流電路中，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)（）晶閘管的開通時(shí)間。A.大于B.小于C.等于D.無(wú)關(guān)答案：A解析：晶閘管從施加正向電壓到完全導(dǎo)通需要一定的開通時(shí)間（約幾微秒）。觸發(fā)脈沖的寬度必須大于晶閘管的開通時(shí)間，才能確保晶閘管可靠導(dǎo)通。若脈沖寬度不足，可能導(dǎo)致晶閘管在觸發(fā)脈沖消失后因陽(yáng)極電流未達(dá)到擎住電流而關(guān)斷。7.繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速升高，頻敏變阻器的等效阻抗（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：B解析：頻敏變阻器的阻抗由繞組電阻和鐵損等效電阻組成，其中鐵損與轉(zhuǎn)子電流頻率的平方成正比。啟動(dòng)初期，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)差率大，轉(zhuǎn)子電流頻率高（接近電源頻率），鐵損大，等效阻抗高；隨著轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)差率減小，轉(zhuǎn)子電流頻率降低，鐵損減小，等效阻抗逐漸降低，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)。8.某PLC程序中，定時(shí)器T37（西門子S7-200，時(shí)基100ms）的設(shè)定值為K50，其定時(shí)時(shí)間為（）。A.5sB.50sC.0.5sD.500ms答案：A解析：S7-200系列PLC的定時(shí)器時(shí)基有1ms（T0-T19）、10ms（T20-T39）、100ms（T40-T63）三種。T37屬于100ms時(shí)基，定時(shí)時(shí)間=設(shè)定值×?xí)r基=50×100ms=5000ms=5s。9.三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，若轉(zhuǎn)子繞組突然斷開（籠型電機(jī)斷條或繞線式電機(jī)電刷脫離），電機(jī)將（）。A.立即停轉(zhuǎn)B.轉(zhuǎn)速略有下降，繼續(xù)運(yùn)行C.轉(zhuǎn)速上升接近同步轉(zhuǎn)速D.電流減小，功率因數(shù)提高答案：C解析：正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。若轉(zhuǎn)子繞組斷開，轉(zhuǎn)子無(wú)法感應(yīng)電流，電磁轉(zhuǎn)矩消失。但由于電機(jī)仍存在慣性，轉(zhuǎn)速會(huì)逐漸上升，直到接近同步轉(zhuǎn)速（此時(shí)轉(zhuǎn)差率接近0，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)趨近于0），但因無(wú)電磁轉(zhuǎn)矩，最終會(huì)因負(fù)載阻力矩而停轉(zhuǎn)，不過(guò)過(guò)程較慢。10.測(cè)量接地電阻時(shí)，接地電阻測(cè)量?jī)x的電壓極和電流極應(yīng)分別布置在離被測(cè)接地體（）的位置。A.20m、40mB.40m、20mC.10m、20mD.20m、10m答案：A解析：根據(jù)《接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》，使用三極法測(cè)量接地電阻時(shí)，電流極應(yīng)布置在離被測(cè)接地體40m處，電壓極布置在20m處（位于被測(cè)接地體與電流極之間），以避免接地體的散流電場(chǎng)相互干擾，保證測(cè)量準(zhǔn)確性。二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.熔斷器的分?jǐn)嗄芰κ侵钙淠馨踩袛嗟淖畲筮^(guò)載電流。（）答案：×解析：熔斷器的分?jǐn)嗄芰κ侵钙湓陬~定電壓下能安全切斷的最大短路電流，而非過(guò)載電流。過(guò)載電流一般由熱繼電器等設(shè)備處理。2.電動(dòng)機(jī)的額定功率是指電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。（）答案：√解析：電動(dòng)機(jī)的額定功率定義為在額定運(yùn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率，單位為千瓦（kW），計(jì)算公式為P=√3UIηcosφ（η為效率，cosφ為功率因數(shù)）。3.變壓器的空載損耗主要是銅損，負(fù)載損耗主要是鐵損。（）答案：×解析：變壓器空載時(shí)，一次側(cè)僅流過(guò)勵(lì)磁電流，損耗主要是鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗（鐵損）；負(fù)載時(shí)，繞組電流增大，損耗主要是繞組電阻的焦耳損耗（銅損）。4.變頻器的恒壓頻比（U/f）控制適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如風(fēng)機(jī)、泵類。（）答案：×解析：恒壓頻比控制保持U/f恒定，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（如傳送帶、攪拌機(jī)）；而風(fēng)機(jī)、泵類屬于二次方律負(fù)載（轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比），更適合變壓變頻控制（V/F曲線可設(shè)置為遞減型）。5.兆歐表測(cè)量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)先將被測(cè)設(shè)備停電并放電，測(cè)量后無(wú)需放電。（）答案：×解析：測(cè)量后，被測(cè)設(shè)備可能因電容效應(yīng)存儲(chǔ)電荷，需用放電棒對(duì)設(shè)備充分放電，防止觸電。6.熱繼電器的雙金屬片是由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬碾壓而成，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，膨脹系數(shù)大的一側(cè)會(huì)向膨脹系數(shù)小的一側(cè)彎曲。（）答案：√解析：雙金屬片通常由錳鎳銅合金（膨脹系數(shù)大）和鎳鐵合金（膨脹系數(shù)?。┙M成，過(guò)載時(shí)電流產(chǎn)生的熱量使雙金屬片彎曲，推動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)斷開電路。7.PLC的掃描周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，其中程序執(zhí)行階段時(shí)間最長(zhǎng)。（）答案：√解析：輸入采樣和輸出刷新階段時(shí)間較短（與I/O點(diǎn)數(shù)相關(guān)），程序執(zhí)行階段時(shí)間取決于用戶程序的復(fù)雜程度（如指令數(shù)量、是否有循環(huán)/跳轉(zhuǎn)），通常占掃描周期的主要部分。8.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與磁極對(duì)數(shù)成反比。（）答案：√解析：同步轉(zhuǎn)速公式為n0=60f/p（f為電源頻率，p為磁極對(duì)數(shù)），頻率越高、磁極對(duì)數(shù)越少，同步轉(zhuǎn)速越高。9.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的相電壓升高為線電壓，故障相電流為電容電流。（）答案：√解析：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障相電壓為0，非故障相對(duì)地電壓由相電壓（220V）升高為線電壓（380V），系統(tǒng)線電壓仍對(duì)稱，可繼續(xù)運(yùn)行1-2小時(shí)，但需盡快排查故障。10.電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開路，電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路。（）答案：√解析：電流互感器二次開路會(huì)產(chǎn)生高電壓（可達(dá)數(shù)千伏），危及設(shè)備和人身安全；電壓互感器二次短路會(huì)產(chǎn)生大電流（因內(nèi)阻小），燒毀繞組。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的基本原理，并說(shuō)明其與變極調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的主要區(qū)別。答案：變頻調(diào)速的基本原理是通過(guò)改變電源頻率f來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速n0（n0=60f/p），從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0，當(dāng)f變化時(shí)，若保持U/f恒定（恒壓頻比控制），可維持氣隙磁通Φ基本不變，保證電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定。與其他調(diào)速方式的區(qū)別：（1）變極調(diào)速：通過(guò)改變定子繞組的接線方式（如Y/YY）改變磁極對(duì)數(shù)p，屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍?。ㄍǔ?:1），適用于僅需幾種固定轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合（如機(jī)床）。（2）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速（僅適用于繞線式電機(jī)）：通過(guò)在轉(zhuǎn)子回路串入電阻增大轉(zhuǎn)差率s，使轉(zhuǎn)速降低，屬于耗能調(diào)速（額外功率損耗在電阻上），效率低，適用于短時(shí)調(diào)速或重載啟動(dòng)。（3）變頻調(diào)速：調(diào)速范圍寬（可達(dá)10:1以上），平滑無(wú)級(jí)，效率高（無(wú)額外損耗），適用于需要精確調(diào)速的場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī)床、風(fēng)機(jī)泵類節(jié)能改造）。2.分析PLC控制系統(tǒng)中“輸入抖動(dòng)”的產(chǎn)生原因及解決方法。答案：輸入抖動(dòng)是指外部開關(guān)量信號(hào)（如按鈕、行程開關(guān)）在接通或斷開瞬間，因機(jī)械觸點(diǎn)的彈性振動(dòng)，導(dǎo)致輸入信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)（幾毫秒至幾十毫秒）反復(fù)通斷的現(xiàn)象。解決方法：（1）硬件濾波：在輸入回路并聯(lián)RC濾波電路（如100Ω電阻+100μF電容），利用電容充放電延遲消除高頻抖動(dòng)信號(hào)。（2）軟件濾波：在PLC程序中編寫延時(shí)確認(rèn)程序，當(dāng)檢測(cè)到輸入信號(hào)變化后，延時(shí)5-10ms（超過(guò)抖動(dòng)時(shí)間）再確認(rèn)信號(hào)狀態(tài)。例如，使用定時(shí)器T37（100ms時(shí)基），當(dāng)X0由0變1時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)500ms（5個(gè)掃描周期）后若X0仍為1，則認(rèn)為有效。（3）選用優(yōu)質(zhì)觸點(diǎn)：使用帶消弧裝置或金觸點(diǎn)的開關(guān)，減少機(jī)械抖動(dòng)。（4）增加上拉/下拉電阻：在輸入回路中接入電阻，穩(wěn)定信號(hào)電平，避免干擾引起的誤動(dòng)作。3.某380V、55kW三相異步電動(dòng)機(jī)（cosφ=0.89，η=0.92），采用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)，計(jì)算其直接啟動(dòng)時(shí)的線電流和星-三角啟動(dòng)時(shí)的線電流、相電流（假設(shè)啟動(dòng)電流為額定電流的6倍）。答案：（1）額定電流計(jì)算：Ie=P/(√3Uηcosφ)=55000/(1.732×380×0.92×0.89)≈55000/(1.732×380×0.8188)≈55000/543.7≈101.2A（2）直接啟動(dòng)線電流：Iq_direct=6×Ie=6×101.2≈607.2A（3）星-三角啟動(dòng)時(shí)，定子繞組由三角形改為星形，每相繞組承受的電壓由線電壓（380V）降為相電壓（220V）。根據(jù)歐姆定律，啟動(dòng)電流與電壓成正比，故星形啟動(dòng)時(shí)的相電流Iq_phase_star=Iq_direct_phase/√3（三角形啟動(dòng)時(shí)相電流Iq_direct_phase=Iq_direct/√3）。三角形直接啟動(dòng)時(shí)相電流：Iq_direct_phase=Iq_direct/√3≈607.2/1.732≈350.6A星形啟動(dòng)時(shí)相電流：Iq_phase_star=Iq_direct_phase/√3≈350.6/1.732≈202.3A星形啟動(dòng)時(shí)線電流=星形相電流=202.3A（星形接線線電流等于相電流）結(jié)論：直接啟動(dòng)線電流約607.2A，星-三角啟動(dòng)線電流約202.3A，相電流約202.3A。4.簡(jiǎn)述變頻器過(guò)壓故障（OU）的常見(jiàn)原因及排查步驟。答案：過(guò)壓故障（OU）是指變頻器直流母線電壓超過(guò)設(shè)定閾值（通常為700V左右，380V系統(tǒng)）。常見(jiàn)原因：（1）輸入電壓過(guò)高：電網(wǎng)電壓波動(dòng)超過(guò)變頻器允許范圍（如超過(guò)460V）。（2）減速時(shí)間過(guò)短：電機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)（如大慣性負(fù)載快速減速），回饋能量來(lái)不及通過(guò)制動(dòng)電阻消耗，導(dǎo)致母線電壓升高。（3）制動(dòng)單元或制動(dòng)電阻故障：制動(dòng)單元晶閘管損壞或制動(dòng)電阻開路，無(wú)法吸收回饋能量。（4）電機(jī)轉(zhuǎn)子回路故障：電機(jī)繞組短路或接地，導(dǎo)致能量異?；仞?。（5）變頻器內(nèi)部檢測(cè)電路故障：電壓檢測(cè)電阻損壞或采樣電路失調(diào)，誤報(bào)過(guò)壓。排查步驟：（1）測(cè)量輸入電壓：用萬(wàn)用表檢測(cè)輸入側(cè)三相電壓，確認(rèn)是否超過(guò)變頻器額定輸入范圍（如380V±10%）。（2）檢查減速時(shí)間：查看變頻器參數(shù)（如Pr.2（減速時(shí)間1）），若負(fù)載慣性大，需延長(zhǎng)減速時(shí)間。（3）測(cè)試制動(dòng)單元：斷開制動(dòng)電阻，用萬(wàn)用表測(cè)量制動(dòng)單元兩端電阻（正常應(yīng)為幾歐姆至幾十歐姆），若無(wú)窮大則單元損壞。（4）檢查制動(dòng)電阻：測(cè)量制動(dòng)電阻阻值是否符合變頻器要求（如55kW變頻器通常配10Ω/500W電阻），有無(wú)燒斷痕跡。（5）檢測(cè)電機(jī)絕緣：用兆歐表測(cè)量電機(jī)繞組對(duì)地絕緣電阻（應(yīng)≥0.5MΩ），排除繞組短路或接地。（6）檢查內(nèi)部電路：若以上正常，可能是變頻器內(nèi)部電壓檢測(cè)電路故障，需送修或更換主板。5.畫出三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（包含熔斷器、接觸器、熱繼電器、按鈕、自鎖和互鎖環(huán)節(jié)），并說(shuō)明互鎖的作用。答案：（注：此處用文字描述電路結(jié)構(gòu)）主電路：三相電源L1-L2-L3經(jīng)熔斷器FU1接入接觸器KM1、KM2主觸點(diǎn)，再經(jīng)熱繼電器FR接入電動(dòng)機(jī)M。KM1主觸點(diǎn)閉合時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，KM2閉合時(shí)反轉(zhuǎn)?？刂齐娐罚弘娫碙1經(jīng)熔斷器FU2、停止按鈕SB1分別接正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2和反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3。SB2常開端接KM1線圈，KM1輔助常開觸點(diǎn)并聯(lián)在SB2兩端實(shí)現(xiàn)自鎖；KM1輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM2線圈回路中。同理，SB3常開端接KM2線圈，KM2輔助常開觸點(diǎn)并聯(lián)在SB3兩端，KM2輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM1線圈回路中。熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在控制電路總電源側(cè)。互鎖作用：通過(guò)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)相互串聯(lián)在對(duì)方線圈回路中，確保KM1和KM2不能同時(shí)吸合，防止主電路中兩相電源通過(guò)KM1和KM2主觸點(diǎn)直接短路（如L1經(jīng)KM1主觸點(diǎn)到L2，同時(shí)L2經(jīng)KM2主觸點(diǎn)到L1，導(dǎo)致相間短路）。四、綜合分析題（30分）某工廠一臺(tái)由變頻器驅(qū)動(dòng)的三相異步電動(dòng)機(jī)（型號(hào)Y2-160M-4，11kW，380V，22.6A，50Hz）出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)時(shí)變頻器顯示“OH”（過(guò)熱）故障，且觸摸變頻器散熱片溫度明顯高于正常運(yùn)行時(shí)。請(qǐng)結(jié)合維修經(jīng)驗(yàn)，分析可能的故障原因，并設(shè)計(jì)排查流程。答案：“OH”故障表示變頻器內(nèi)部溫度超過(guò)保護(hù)閾值（通常為80-90℃），散熱片過(guò)熱說(shuō)明熱量無(wú)法有效散發(fā)或內(nèi)部損耗過(guò)大。可能原因分析：1.散熱系統(tǒng)故障：（1）冷卻風(fēng)扇損壞：風(fēng)扇軸承卡死、繞組燒毀或電源斷線，導(dǎo)致散熱風(fēng)量不足。（2）散熱片積灰：長(zhǎng)期運(yùn)行后，散熱片間隙被灰塵、油污堵塞，熱阻增大，散熱效率降低。（3）環(huán)境溫度過(guò)高：變頻器安裝環(huán)境溫度超過(guò)允許范圍（通常為-10℃~40℃），或控制柜通風(fēng)不良（如柜門關(guān)閉、無(wú)散熱孔）。2.變頻器內(nèi)部損耗過(guò)大：（1）IGBT模塊老化：模塊導(dǎo)通壓降增大，導(dǎo)致導(dǎo)通損耗增加（P=Vce×Ic）。（2）直流母線電容老化：電容ESR（等效串聯(lián)電阻）增大，高頻紋波電流在電容上產(chǎn)生額外損耗。（3）驅(qū)動(dòng)電路故障：IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)異常（如驅(qū)動(dòng)電壓不足），導(dǎo)致開關(guān)損耗增加（開關(guān)時(shí)間延長(zhǎng)）。3.負(fù)載異常：（1）電機(jī)過(guò)載：實(shí)際負(fù)載超過(guò)電機(jī)額定功率（如機(jī)械卡阻、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑不良），導(dǎo)致變頻器輸出電流增大（I=P/(√3Uηcosφ)），銅損（I2R）增加。（2）頻繁啟動(dòng)/制動(dòng)：短時(shí)間內(nèi)多次啟動(dòng)或制動(dòng)，再生能量來(lái)不及釋放，導(dǎo)致直流母線電壓波動(dòng)，增加變頻器損耗。排查流程：步驟1：檢查環(huán)境與散熱系統(tǒng)（1）用溫度計(jì)測(cè)量變頻器安裝環(huán)境溫度，若超過(guò)40℃，需增加空調(diào)或強(qiáng)制