这份关于电机与电气控制的试题, 涵盖了以下五个核心部分, 这五个部分是直流电机、交流异步电机、继电接触控制、PLC编程以及电气安全。
下面这篇文章里, 我们按照它们在考试当中出现的频率, 整理了那些经常考到的重点题目类型和典型题目, 然后把解这些题的路线方法, 还有必须要记住的关键公式都列出来了, 这么做就是为了帮助参加考试的同学们, 在时间并不太多的情况之下, 能够把重要的东西抓到手, 从而少做一些没有目标的盲目刷题的行为。
五大高频考点模块
1. 直流电机原理与特性
他励直流电动机的机械特性这一部分属于必须考查的内容, 其中的核心公式是n等于U除以CₑΦ再减去RₐI除以CₑCₜΦ²的平方项。
这里需要掌握的理想空载转速与堵转转矩的计算方法, 还需要明确弱磁调速和降压调速各自适用的场景是什么, 在遇到常见故障题目时多半会围绕换向不良以及电枢绕组短路来展开, 那么在进行答题时应先判断出问题是属于电枢侧的原因还是属于励磁侧的原因。
2. 三相异步电动机（最高频）
等效电路还有参数测定这部分内容, 里面的堵转试验和空载试验, 几乎是每年都要考的。
至于起动方式, 需要按照允许的压降以及起动转矩的需求来选择, 对于小功率电机来说, 是采用直接起动的, 而对于中等功率的电机, 会选用Y-△起动或者自耦降压起动的方法, 如果是大功率的情况, 就是使用软起动器或者是变频起动来进行启动了。
在调速的部分, 要把焦点放在掌握变频恒转矩以及恒功率这两个区域的划分上这一点是非常重要的, 并且要知道转子串电阻这种调速方法, 只有绕线式电机才适用。
3. 继电接触控制电路
这几个基本的环节主要包含了长动也就是自锁、点动、互锁, 其中互锁又分为机械和电气的双重形式, 还包括顺序或者逆序的控制。在考试的时候经常会给出一个实际的工艺要求, 比如果主电机需要和辅电机进行联锁这样的条件, 然后要求学生画出完整的电路图并且标注清楚所有的元件。
大家答题的时候要按照步骤来, 首先是列出控制的条件, 然后再去选择需要的元件,接着画主回路电机与电气控制试题, 之后画控制回路, 最后加上保护部分, 比如热继电器以及熔断器这些。
4. PLC与电气控制
梯形图和指令表互相转换, 这是基础分的部分。大家要重点去练习定时器的多级延时, 这里定时器分为通电延时和断电延时两种, 还要练习计数器的累计计数功能。另外也要重视比较指令以及它带来的分支跳转逻辑。
综合性质的设计题目, 通常建议采用顺序控制功能图这种建模手段。大家需要把步骤、转移条件和动作清晰地画出来, 然后再把这些步骤的序号分配给对应的继电器输出端。在调试这个环节, 关键的地方在于输入通道和输出通道的具体分配方案, 以及互锁保护措施是否到位。
5. 电气安全与保护
关于接地系统, TN-S、TT以及IT这三种方式的适用场所和接地电阻要求是非常常见的选择题考点, 通常情况下接地电阻一般是不大于4欧姆或者是不大于10欧姆, 在涉及过载保护的时候需要选择热继电器的整定值, 也就是1.1到1.3倍的额定电流, 如果是涉及到短路保护则需要选择熔断器或者是断路器的瞬时动作值, 至于欠电压保护装置则是采用了电压继电器进行下限设定。
三道典型题型与解题路径
题型1（计算）: 现在有三台相位的异步电动机, 其额定功率的数值是15千瓦, 对应的额定电压为380伏特。已知功率因数是0.85, 效率达到0.90。请计算出该设备的额定电流是多少安培。
通过公式P_out等于根号3乘以U乘以I_N再乘以cosφ最后乘以η, 我们推导得出I_N等于P_out除以（根号3乘以U乘以cosφ再乘以η）,代入数值计算得到15000除以1.732乘以380再乘以0.85再乘以0.90电机与电气控制试题, 结果约等于27.4 A。
这里特别需要注意区分输入功率和输出功率这两个概念, 在该计算公式中必须把η乘进去才正确。
题型2（电路分析）:, 给出双速电机（△/YY）控制电路图。要求标注各接触器编号, 并说明换速时序。
首先需要识别各个元件的功能情况, 具体来说就是要把KM1看作是三角形接法的主接触器, 把KM2看作是 YY 形结合作为主接触器, 同时还要把KM3看作是进行连接的接触器, 接下来要看起动时的时序是怎样的, 这个时序表现为KM3先吸合, 然后KM1再吸合并且达到全速状态, 在时间延时T之后KM1就会断开, 此后KM2吸合进入高速的YY状态, 最后要注意互锁条件是什么, 互锁条件要求的是KM1和KM2绝对不能同时导通。
题型3（PLC设计）:三台电机的启动, 需要按照顺序进行, 它们之间的时间间隔设定为五秒钟, 其中任意一台电机如果停止运转, 那么全部电机都会立刻停止运行, 要求使用梯形图的方式来实现这个控制过程。
使用TON定时器进行级联连接, 具体的做法是, 在T0的状态变为ON之后, 让T1开始延时5秒, 延时完成后的输出作为Q1, 接着在T1的状态变为ON之后, 让T2开始延时5秒, 延时完成后的输出作为Q2, 并且Q3这个信号是直接跟随在Q2后面的, 关于停止逻辑的处理方式是将三个停止按钮做一个或运算的操作, 然后把它们并联安装在输出线圈的常闭回路里面, 只要其中任何一个按钮断开, 就会导致所有的控制信号全部失电。
备考与练习建议
在公式计算类的题目处理中, 应当第一步先写出通用的表达式, 然后第二步再代入具体的数值进行计算, 这样做能够有效避免因为步骤跳跃而导致的扣分情况。
对于电路分析类的问题, 必须严格遵循“三遍法”的操作流程, 具体而言就是要先标注出各个元件、接着读取信号的流向、最后再判断动作的先后顺序, 这套方法论能确保不会出现遗漏现象。关于PLC题目的训练, 要求做到每周至少完成两套综合设计题, 其中的重点在于强化练习从梯形图到指令表的相互转换能力。
临近考前阶段需要进行集中刷题的训练模式, 具体要刷近五年的真题试卷, 并且把重复出现的计算题和故障分析题做上记号, 因为高频重复出现的内容就代表着是核心考点所在。
题库与资源获取
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