山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十五任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》 项目十五：气压传动 任务二：控制实例 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 下列哪种情况不适宜采用气动系统（ ） A. 轻载高速 B. 环境清洁要求高 C. 大负载传动 D. 间歇运动 【答案】C 【解析】气动系统压力低，输出力小，不适宜大负载；大负载应选液压系统。 2. 气液联动回路常用于哪种应用场景？（ ） A. 汽车制动系统 B. 工业机械夹紧装置 C. 汽车空调系统 D. 家用电器控制 【答案】B 【解析】气液联动回路常用于需要联动控制气动和液压元件的应用场景，如工业机械夹紧装置。 3. 延时控制回路的作用之一是：（ ） A. 提高系统的工作效率 B. 延长系统的工作时间 C. 减少系统的故障率 D. 控制系统的启动延时 【答案】D 【解析】延时控制回路可以控制系统的启动延时，延迟执行某些动作，以满足特定的工作需求。 4. 逻辑回路在气压传动系统中通常用于：（ ） A. 控制系统的加工精度 B. 控制系统的启停逻辑 C. 控制系统的运动速度 D. 控制系统的加速度 【答案】B 【解析】逻辑回路常用于控制系统的启停逻辑，实现复杂的控制功能。 5. 下图为空气压缩机，工作时，活塞右移，此时______打开（ ） A. 吸气阀 B. 排气阀 C. 阀门弹簧 D. 连杆 【答案】A 【解析】活塞右移时，缸体容积增大，内部压力降低，吸气阀在压力差作用下打开，外界空气进入缸体。 6. 压力控制回路常用于哪种类型的气压传动系统中？（ ） A. 需要精确控制压力的系统 B. 高速运动的系统 C. 低噪音要求的系统 D. 重载运行的系统 【答案】A 【解析】压力控制回路用于调节、限制或保持系统压力，使气压传动系统在规定压力范围内稳定工作。因此，需要精确控制压力的气压传动系统应采用压力控制回路，选A。 7. 在需要快速动作和频繁操作的环境下，通常选择哪种传动系统？（ ） A. 液压传动 B. 气压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 【答案】B 【解析】气压传动系统反应快，适合频繁操作和快速动作的环境。 8. 气压传动系统的应用范围主要包括以下哪些领域？（ ） A. 家用电器 B. 汽车制动系统 C. 工业自动化 D. 医疗设备 【答案】C 【解析】气压传动系统在工业自动化中有广泛应用，如流水线输送、装配机械等。 9. 下列不属于气压传动系统基本回路的是（ ） A. 方向控制回路 B. 压力控制回路 C. 速度控制回路 D. 流量控制回路 【答案】D 【解析】气压传动系统的基本回路通常包括方向控制回路、压力控制回路和速度控制回路。流量控制是实现速度控制的一种方法，不作为独立的基本回路。因此，不属于气压传动系统基本回路的是D。 10. 下图为单向顺序阀，其中用于调节开启压力大小的部件是（ ） A. 调节螺钉 B. 活塞 C. 弹簧 D. 钢球 【答案】A 【解析】调节螺钉通过压缩弹簧改变弹簧力，从而调整顺序阀的开启压力，控制阀门动作的压力值。 11. 逻辑回路常用于哪种类型的控制系统中？（ ） A. 数控系统 B. 机械传动系统 C. 液压传动系统 D. 光学系统 【答案】A 【解析】逻辑回路常用于数控系统中，用于实现复杂的逻辑控制和自动化控制。 12. 气液联动回路常用于哪种类型的应用？（ ） A. 高精度加工 B. 重载运行 C. 高速运动 D. 联动控制 【答案】D 【解析】气液联动回路常用于需要联动控制气动和液压元件的应用，实现复杂的联动控制。 13. 延时控制回路的作用是：（ ） A. 延长系统的工作时间 B. 控制系统的启动延时 C. 提高系统的工作效率 D. 减少系统的故障率 【答案】B 【解析】延时控制回路可以控制系统的启动延时，延迟执行某些动作，以满足特定的工作需求。 14. 在需要环境清洁的食品加工设备中，常使用哪种传动系统？（ ） A. 液压传动 B. 气压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 【答案】B 【解析】气压传动系统干净环保，适合食品加工等对环境要求严格的场合。 15. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 【答案】A 16. 在三相异步电动机的连续运行控制实例中，松开启动按钮后电动机仍应保持运行，接触器的辅助常开触点应与启动按钮（ ） A. 串联接入控制支路 B. 并联接入控制支路 C. 串联接入主电路 D. 并联接入主电路 【答案】B 【解析】接触器吸合后，辅助常开触点闭合并旁路启动按钮，形成自锁回路，使线圈持续得电。 17. 在电动机正反转控制实例中，为防止正、反转接触器同时吸合，通常将两个接触器的辅助常闭触点分别串入对方线圈回路。这种控制作用称为（ ） A. 自锁控制 B. 顺序控制 C. 联锁控制 D. 点动控制 【答案】C 【解析】利用一个接触器的常闭触点切断另一个接触器线圈回路，可防止两个接触器同时吸合。 18. 在工作台自动往复控制实例中，工作台运行到右端后需要自动反向，应由右端位置开关的触点控制（ ） A. 正转接触器线圈失电 B. 反转接触器线圈得电 C. 停止按钮触点断开 D. 热继电器触点闭合 【答案】B 【解析】右端位置开关动作后，应接通反转控制支路，使电动机反转并带动工作台返回。 19. 采用星—三角降压启动控制三相异步电动机时，电动机启动阶段定子绕组应接成（ ） A. 三角形连接 B. 星形连接 C. 断开连接 D. 反相序连接 【答案】B 【解析】星—三角降压启动时，电动机先采用星形连接以降低定子绕组电压和启动电流，达到一定转速后再切换为三角形连接运行。 20. 某电动机接触器控制实例中，按下启动按钮后，停止按钮和热继电器常闭触点均导通，接触器线圈两端测得额定控制电压，但接触器始终不吸合。最可能的故障是（ ） A. 停止按钮常闭触点发生断路 B. 热继电器常闭触点发生断路 C. 接触器线圈内部发生断路 D. 接触器主触点严重烧蚀 【答案】C 【解析】线圈两端已有额定电压，说明外部控制回路基本正常；接触器不吸合，通常是线圈内部断路或损坏。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某车间传送带采用三相异步电动机直接起动控制，电动机额定功率为 7.5 kW，额定电压为 380 V，效率为 0.85，功率因数为 0.82。控制电路中交流接触器额定工作电流应不小于电动机额定电流的 1.2 倍。（1）计算电动机的额定电流。（2）计算交流接触器额定工作电流的最小值。 【答案】（1）电动机额定电流为 。（2）交流接触器额定工作电流最小值为 ，应选用额定工作电流不小于 20 A 的交流接触器。 【解析】由P=ηcosφ，额定电流I=7500/(1.732×380×0.85×0.82)≈16.35 A。接触器额定工作电流应≥1.2I=19.62 A，故选不小于20 A的型号。 22. 某风机采用星形—三角形降压起动控制，三相异步电动机额定功率为 15 kW，额定电压为 380 V，效率为 0.88，功率因数为 0.84。忽略线路损耗，星形起动时的线电流为三角形正常运行线电流的三分之一。（1）计算电动机三角形正常运行时的额定线电流。（2）计算星形起动时的线电流。（3）确定星形接触器额定工作电流的最小值。 【答案】（1）正常运行额定线电流为 。（2）星形起动线电流为 。（3）星形接触器额定工作电流应不小于 10.28 A，可选用额定工作电流为 12 A 的接触器。 【解析】正常运行额定线电流I=15000/(1.732×380×0.88×0.84)≈30.83 A。星形起动线电流为IY=I/3≈10.28 A，星形接触器额定工作电流应不小于该值，可选12 A。 23. 某自动分拣装置中，工件被光电传感器检测后，需经传送带输送至 18 m 外的分拣工位。传送带运行速度为 0.60 m/s，分拣气缸完成推出动作后，传送带还需继续运行 4.80 m，才能使工件完全离开分拣区域。可编程控制器定时器的时间基准为 0.1 s。（1）计算从传感器检测到工件至工件到达分拣工位所需的延时时间。（2）计算延时定时器的设定值。（3）计算分拣动作完成后传送带继续运行的时间，以及从检测到工件至工件离开分拣区域的总时间。 【答案】（1）延时时间为 。（2）定时器设定值为 。（3）继续运行时间为 ，总时间为 。 【解析】（1）工件从传感器到分拣工位的输送距离为 18 m，传送带速度为 0.60 m/s，因此延时时间 t1=s/v=18/0.60=30 s。（2）定时器时间基准为 0.1 s，设定值 N=t1/0.1=30/0.1=300。（3）分拣动作完成后，工件还需输送 4.80 m，继续运行时间 t2=4.80/0.60=8 s。从检测到工件至工件离开分拣区域的总时间为 t=t1+t2=30+8=38 s。 24. 某恒温水箱采用三相电阻加热器控制水温。水箱内有 100 kg 水，水温需由 20 ℃加热至 65 ℃。水的比热容取 ，加热器额定功率为 12 kW，加热效率为 90%，电源线电压为 380 V。（1）计算水吸收的热量。（2）计算达到设定温度理论上需要的加热时间。（3）计算加热器工作时的线电流和本次加热消耗的电能。 【答案】（1）水吸收的热量为 。（2）有效加热功率为 ，加热时间为 。（3）线电流为 。消耗电能为 。 【解析】水温升45 ℃，吸热Q=4.2×100×45=18900 kJ。有效功率为12×0.90=10.8 kW，t=18900/10.8=1750 s≈29.17 min。电阻负载cosφ≈1，I=12000/(1.732×380)≈18.23 A；耗电W=12×1750/3600≈5.83 kW·h。 25. 某自动送料装置采用双作用气缸推送工件，气缸缸径为 50 mm，工作气压为 0.60 MPa，气缸伸出行程为 400 mm，伸出速度为 0.12 m/s。气缸机械损失按理论推力的 10% 计算，被推动工件及机构的总阻力为 900 N。（1）计算气缸无杆腔的理论推力。（2）计算气缸实际可用推力，并判断能否推动工件。（3）计算气缸伸出时所需的压缩空气流量和伸出动作时间。 【答案】（1）活塞有效面积为 。理论推力为 。（2）实际可用推力为 。推力余量为 ，能够推动工件。（3）气缸伸出时的压缩空气体积流量为 ，即 。伸出时间为 。 【解析】（1）无杆腔受压面积为活塞全截面积：。工作气压，故理论推力为。（2）机械损失为理论推力的10%，实际可用推力为。由于，且推力余量为，气缸能够推动工件。（3）伸出时气缸容积变化率为，换算为。行程，动作时间为。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机电设备采用 PLC 控制清洗液储罐液位。液位变送器的量程为 0～3.60 m，对应输出电流为 4～20 mA。控制要求为：液位低于 1.20 m 时启动补液泵，液位达到或超过 2.80 m 时停止补液泵。在一次巡检中，PLC 采集到的电流为 12.00 mA。（1）计算此时储罐内的液位高度。（2）判断此时 PLC 是否应发出补液泵启停转换指令。（3）说明为避免液位在临界值附近波动而导致补液泵频繁启停，可采取的控制措施。 【答案】（1）液位高度为 。代入 ，得 。（2）不应发出启停转换指令。此时液位为 1.80 m，处于启动液位与停止液位之间，应保持补液泵原有运行状态。（3）可采用上下限差动控制，并设置适当的启动、停止液位差；也可增加延时确认环节，避免短时液位波动引起误动作。 【解析】（1）变送器4～20 mA对应液位0～3.60 m，信号量程为。当前电流相对量程的比例为，因此液位为。（2），液位既未低于启动阈值，也未达到或超过停止阈值，因此PLC不应发出补液泵启停转换指令，应保持原有运行状态。（3）可采用上下限差动控制，使补液泵在低液位启动、高液位停止；还可设置延时确认，只有液位状态持续达到设定条件后才执行动作，以避免短时波动导致频繁启停。 27.（5分）某工厂冷却水泵采用三相异步电动机直接起动控制，铭牌标注额定功率为7.5 kW，额定电压为380 V，功率因数为0.82，效率为0.88。控制回路采用接触器、热继电器和起停按钮实现控制，接触器按AC-3使用类别选用。（1）计算该电动机的额定电流。（2）若备选接触器的额定工作电流分别为18 A、25 A和32 A，应选用哪一种接触器？（3）运行中发现按下停止按钮后水泵仍不能停止，说明应重点检查控制回路中的哪个元件或接线环节，并说明原因。 【答案】（1），所以 。（2）应选用额定工作电流为18 A的接触器。18 A大于电动机额定电流15.8 A，满足AC-3使用类别下接触器额定工作电流不小于电动机额定电流的要求。（3）应重点检查停止按钮常闭触点及其串联接线。停止按钮断开后应使接触器线圈失电，若触点粘连、接线短接或被自锁支路错误旁路，接触器将继续吸合。 【解析】额定电流I=7500/(1.732×380×0.82×0.88)≈15.8 A。AC-3接触器额定工作电流应不小于电动机额定电流，故三者中选18 A。停机失效应检查停止按钮常闭触点及串联接线；触点粘连、线路短接或自锁支路旁路会使线圈持续得电。 28.（5分）某包装生产线采用变频器调节输送带速度，并由光电传感器检测包装盒位置。电动机在 50 Hz 时转速为 1440 r/min，减速器传动比为 12，主动滚筒直径为 100 mm。当前变频器输出频率为 30 Hz，忽略转差变化和输送带打滑。光电传感器与推料气缸之间的距离为 1.50 m。（1）计算输送带的线速度，并计算包装盒从光电传感器运行到推料气缸所需的延时时间。（2）若推料控制程序设定的延时时间为 4.00 s，判断该设定是否满足误差不超过 0.10 s 的要求。（3）说明生产线负载变化较大时，保证推料位置准确的一项改进措施。 【答案】（1）电动机转速为 。滚筒转速为 。输送带线速度为 。延时时间为 。（2）满足要求。延时误差为 ，小于 0.10 s。（3）可在滚筒或输送带上安装编码器，以编码器脉冲作为推料定位依据，形成速度或位置反馈控制。 【解析】（1）忽略转差变化时，电动机转速与频率成正比：。经传动比为12的减速器后，滚筒转速为。滚筒直径，输送带线速度为。传感器至推料气缸距离为1.50 m，延时时间为。（2）程序设定4.00 s，误差为，满足要求。（3）可在滚筒或输送带上安装编码器，以脉冲计数确定产品实际运行距离；相较于固定延时，该方式可减小负载变化、转差和打滑造成的定位误差。 29.（5分）某包装车间采用变频器控制输送带电动机。电动机为四极异步电动机，额定转差率为4%，驱动滚筒直径为200 mm，电动机与滚筒之间的减速比为10∶1。现将变频器输出频率设为40 Hz，要求一箱产品从输送带入口运行到距入口18 m的封箱工位。（1）计算电动机在40 Hz时的转速、滚筒转速及输送带线速度。（2）计算该箱产品到达封箱工位所需的时间。若封箱设备完成一次封箱至少需要20 s，输送带连续运行时该速度是否满足要求？（3）为防止产品在封箱工位堆积，说明控制系统可采取的一项改进措施。 【答案】（1）同步转速为。电动机转速为。滚筒转速为。输送带线速度为。（2）。仅凭该单箱运行时间不能判断连续运行时是否满足封箱设备至少20 s的封箱时间要求，还需知道相邻产品间距或产品投放节拍。若相邻产品的到达间隔小于20 s，则不满足要求；若到达间隔不小于20 s，则满足要求。（3）可在封箱工位前设置光电传感器，当检测到工位忙或产品积压时，向变频器发出减速或停止指令，使输送带按信号间歇运行。 【解析】40 Hz时n0=60f/p=1200 r/min，n=1200×(1-0.04)=1152 r/min，滚筒转速115.2 r/min，v=π×0.2×115.2/60≈1.21 m/s。运行18 m需14.9 s。是否满足20 s封箱时间还取决于产品间距或投放节拍；可用光电检测联锁变频器减速或暂停。 30.（10分）某零件热处理炉采用温度传感器、PLC 和固态继电器组成闭环温度控制系统。现需将质量为 20 kg 的钢制零件由 25 ℃ 加热至 185 ℃。钢的比热容取 ，加热器额定功率为 12 kW，系统热效率为 80％。计算时忽略炉体吸热，热损失已包含在热效率中。（1）计算零件升温过程所需的热量及理论加热时间。（2）若工艺规定零件必须在 3.00 min 内达到 185 ℃，判断该加热器功率是否满足要求。（3）说明为提高炉温控制精度和运行安全性，应采取的两项控制措施。 【答案】（1）所需热量为 。有效加热功率为 。理论加热时间为 。（2）满足要求。理论加热时间为 2.56 min，小于规定的 3.00 min。（3）采用温度反馈与 PID 调节，减少温度超调和波动；设置独立超温报警及切断加热回路的保护装置。 【解析】（1）温升为。零件所需热量为。加热器额定功率12 kW等于12 kJ/s，系统热效率为80%，有效加热功率为。理论加热时间为。（2），因此加热器功率满足工艺要求。（3）采用温度传感器反馈和PID调节，可减小温度超调与波动、提高控温精度；设置独立超温报警并切断加热回路，可在传感器或控制器异常时防止炉温持续升高。 31.（10分）某维修车间为降低大功率风机起动时对电网的冲击，对一台三相异步电动机采用星三角降压起动控制。电动机额定功率为22 kW，额定电压为380 V，功率因数为0.84，效率为0.90。已知该电动机直接起动电流约为额定电流的6倍，星形起动时的线路起动电流约为直接起动时的三分之一。车间供电线路允许的最大起动电流为100 A。（1）计算该电动机的额定电流、直接起动电流和星形起动时的线路起动电流。（2）判断该电动机能否采用直接起动，采用星三角起动是否满足供电线路要求。（3）说明星三角起动控制中时间继电器和电气联锁的主要作用。 【答案】（1）额定电流为 。直接起动电流为。星形起动电流为。（2）不能采用直接起动，因为265.2 A大于100 A。采用星三角起动满足要求，因为88.4 A小于100 A。（3）时间继电器控制电动机由星形连接延时切换到三角形连接。电气联锁防止星形接触器与三角形接触器同时吸合，避免电源短路。 【解析】额定电流I=22000/(1.732×380×0.84×0.90)≈44.2 A，直接起动电流Id=6I≈265.2 A，星形起动电流IY=Id/3≈88.4 A。直接起动超过100 A，星三角起动满足要求。时间继电器延时切换星、三角运行，电气联锁防止两接触器同时吸合而短路。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》 项目十五：气压传动 任务二：控制实例 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 下列哪种情况不适宜采用气动系统（ ） A. 轻载高速 B. 环境清洁要求高 C. 大负载传动 D. 间歇运动 2. 气液联动回路常用于哪种应用场景？（ ） A. 汽车制动系统 B. 工业机械夹紧装置 C. 汽车空调系统 D. 家用电器控制 3. 延时控制回路的作用之一是：（ ） A. 提高系统的工作效率 B. 延长系统的工作时间 C. 减少系统的故障率 D. 控制系统的启动延时 4. 逻辑回路在气压传动系统中通常用于：（ ） A. 控制系统的加工精度 B. 控制系统的启停逻辑 C. 控制系统的运动速度 D. 控制系统的加速度 5. 下图为空气压缩机，工作时，活塞右移，此时______打开（ ） A. 吸气阀 B. 排气阀 C. 阀门弹簧 D. 连杆 6. 压力控制回路常用于哪种类型的气压传动系统中？（ ） A. 需要精确控制压力的系统 B. 高速运动的系统 C. 低噪音要求的系统 D. 重载运行的系统 7. 在需要快速动作和频繁操作的环境下，通常选择哪种传动系统？（ ） A. 液压传动 B. 气压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 8. 气压传动系统的应用范围主要包括以下哪些领域？（ ） A. 家用电器 B. 汽车制动系统 C. 工业自动化 D. 医疗设备 9. 下列不属于气压传动系统基本回路的是（ ） A. 方向控制回路 B. 压力控制回路 C. 速度控制回路 D. 流量控制回路 10. 下图为单向顺序阀，其中用于调节开启压力大小的部件是（ ） A. 调节螺钉 B. 活塞 C. 弹簧 D. 钢球 11. 逻辑回路常用于哪种类型的控制系统中？（ ） A. 数控系统 B. 机械传动系统 C. 液压传动系统 D. 光学系统 12. 气液联动回路常用于哪种类型的应用？（ ） A. 高精度加工 B. 重载运行 C. 高速运动 D. 联动控制 13. 延时控制回路的作用是：（ ） A. 延长系统的工作时间 B. 控制系统的启动延时 C. 提高系统的工作效率 D. 减少系统的故障率 14. 在需要环境清洁的食品加工设备中，常使用哪种传动系统？（ ） A. 液压传动 B. 气压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 15. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 16. 在三相异步电动机的连续运行控制实例中，松开启动按钮后电动机仍应保持运行，接触器的辅助常开触点应与启动按钮（ ） A. 串联接入控制支路 B. 并联接入控制支路 C. 串联接入主电路 D. 并联接入主电路 17. 在电动机正反转控制实例中，为防止正、反转接触器同时吸合，通常将两个接触器的辅助常闭触点分别串入对方线圈回路。这种控制作用称为（ ） A. 自锁控制 B. 顺序控制 C. 联锁控制 D. 点动控制 18. 在工作台自动往复控制实例中，工作台运行到右端后需要自动反向，应由右端位置开关的触点控制（ ） A. 正转接触器线圈失电 B. 反转接触器线圈得电 C. 停止按钮触点断开 D. 热继电器触点闭合 19. 采用星—三角降压启动控制三相异步电动机时，电动机启动阶段定子绕组应接成（ ） A. 三角形连接 B. 星形连接 C. 断开连接 D. 反相序连接 20. 某电动机接触器控制实例中，按下启动按钮后，停止按钮和热继电器常闭触点均导通，接触器线圈两端测得额定控制电压，但接触器始终不吸合。最可能的故障是（ ） A. 停止按钮常闭触点发生断路 B. 热继电器常闭触点发生断路 C. 接触器线圈内部发生断路 D. 接触器主触点严重烧蚀 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某车间传送带采用三相异步电动机直接起动控制，电动机额定功率为 7.5 kW，额定电压为 380 V，效率为 0.85，功率因数为 0.82。控制电路中交流接触器额定工作电流应不小于电动机额定电流的 1.2 倍。（1）计算电动机的额定电流。（2）计算交流接触器额定工作电流的最小值。 22. 某风机采用星形—三角形降压起动控制，三相异步电动机额定功率为 15 kW，额定电压为 380 V，效率为 0.88，功率因数为 0.84。忽略线路损耗，星形起动时的线电流为三角形正常运行线电流的三分之一。（1）计算电动机三角形正常运行时的额定线电流。（2）计算星形起动时的线电流。（3）确定星形接触器额定工作电流的最小值。 23. 某自动分拣装置中，工件被光电传感器检测后，需经传送带输送至 18 m 外的分拣工位。传送带运行速度为 0.60 m/s，分拣气缸完成推出动作后，传送带还需继续运行 4.80 m，才能使工件完全离开分拣区域。可编程控制器定时器的时间基准为 0.1 s。（1）计算从传感器检测到工件至工件到达分拣工位所需的延时时间。（2）计算延时定时器的设定值。（3）计算分拣动作完成后传送带继续运行的时间，以及从检测到工件至工件离开分拣区域的总时间。 24. 某恒温水箱采用三相电阻加热器控制水温。水箱内有 100 kg 水，水温需由 20 ℃加热至 65 ℃。水的比热容取 ，加热器额定功率为 12 kW，加热效率为 90%，电源线电压为 380 V。（1）计算水吸收的热量。（2）计算达到设定温度理论上需要的加热时间。（3）计算加热器工作时的线电流和本次加热消耗的电能。 25. 某自动送料装置采用双作用气缸推送工件，气缸缸径为 50 mm，工作气压为 0.60 MPa，气缸伸出行程为 400 mm，伸出速度为 0.12 m/s。气缸机械损失按理论推力的 10% 计算，被推动工件及机构的总阻力为 900 N。（1）计算气缸无杆腔的理论推力。（2）计算气缸实际可用推力，并判断能否推动工件。（3）计算气缸伸出时所需的压缩空气流量和伸出动作时间。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机电设备采用 PLC 控制清洗液储罐液位。液位变送器的量程为 0～3.60 m，对应输出电流为 4～20 mA。控制要求为：液位低于 1.20 m 时启动补液泵，液位达到或超过 2.80 m 时停止补液泵。在一次巡检中，PLC 采集到的电流为 12.00 mA。（1）计算此时储罐内的液位高度。（2）判断此时 PLC 是否应发出补液泵启停转换指令。（3）说明为避免液位在临界值附近波动而导致补液泵频繁启停，可采取的控制措施。 27.（5分）某工厂冷却水泵采用三相异步电动机直接起动控制，铭牌标注额定功率为7.5 kW，额定电压为380 V，功率因数为0.82，效率为0.88。控制回路采用接触器、热继电器和起停按钮实现控制，接触器按AC-3使用类别选用。（1）计算该电动机的额定电流。（2）若备选接触器的额定工作电流分别为18 A、25 A和32 A，应选用哪一种接触器？（3）运行中发现按下停止按钮后水泵仍不能停止，说明应重点检查控制回路中的哪个元件或接线环节，并说明原因。 28.（5分）某包装生产线采用变频器调节输送带速度，并由光电传感器检测包装盒位置。电动机在 50 Hz 时转速为 1440 r/min，减速器传动比为 12，主动滚筒直径为 100 mm。当前变频器输出频率为 30 Hz，忽略转差变化和输送带打滑。光电传感器与推料气缸之间的距离为 1.50 m。（1）计算输送带的线速度，并计算包装盒从光电传感器运行到推料气缸所需的延时时间。（2）若推料控制程序设定的延时时间为 4.00 s，判断该设定是否满足误差不超过 0.10 s 的要求。（3）说明生产线负载变化较大时，保证推料位置准确的一项改进措施。 29.（5分）某包装车间采用变频器控制输送带电动机。电动机为四极异步电动机，额定转差率为4%，驱动滚筒直径为200 mm，电动机与滚筒之间的减速比为10∶1。现将变频器输出频率设为40 Hz，要求一箱产品从输送带入口运行到距入口18 m的封箱工位。（1）计算电动机在40 Hz时的转速、滚筒转速及输送带线速度。（2）计算该箱产品到达封箱工位所需的时间。若封箱设备完成一次封箱至少需要20 s，输送带连续运行时该速度是否满足要求？（3）为防止产品在封箱工位堆积，说明控制系统可采取的一项改进措施。 30.（10分）某零件热处理炉采用温度传感器、PLC 和固态继电器组成闭环温度控制系统。现需将质量为 20 kg 的钢制零件由 25 ℃ 加热至 185 ℃。钢的比热容取 ，加热器额定功率为 12 kW，系统热效率为 80％。计算时忽略炉体吸热，热损失已包含在热效率中。（1）计算零件升温过程所需的热量及理论加热时间。（2）若工艺规定零件必须在 3.00 min 内达到 185 ℃，判断该加热器功率是否满足要求。（3）说明为提高炉温控制精度和运行安全性，应采取的两项控制措施。 31.（10分）某维修车间为降低大功率风机起动时对电网的冲击，对一台三相异步电动机采用星三角降压起动控制。电动机额定功率为22 kW，额定电压为380 V，功率因数为0.84，效率为0.90。已知该电动机直接起动电流约为额定电流的6倍，星形起动时的线路起动电流约为直接起动时的三分之一。车间供电线路允许的最大起动电流为100 A。（1）计算该电动机的额定电流、直接起动电流和星形起动时的线路起动电流。（2）判断该电动机能否采用直接起动，采用星三角起动是否满足供电线路要求。（3）说明星三角起动控制中时间继电器和电气联锁的主要作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $