2025年高職農(nóng)業(yè)自動(dòng)化（電力電子技術(shù)應(yīng)用）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.電力電子技術(shù)的核心是A.電力變換B.電能傳輸C.電機(jī)控制D.電力分配2.以下哪種器件屬于半控型電力電子器件A.晶閘管B.絕緣柵雙極型晶體管C.電力場效應(yīng)晶體管D.門極可關(guān)斷晶閘管3.晶閘管導(dǎo)通的條件是A.陽極加正向電壓，門極加正向電壓B.陽極加反向電壓，門極加正向電壓C.陽極加正向電壓，門極加反向電壓D.陽極加反向電壓，門極加反向電壓4.晶閘管關(guān)斷的條件是A.陽極電流小于維持電流B.陽極電流大于維持電流C.陽極電壓小于0D.門極電壓小于05.單相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U26.單相橋式全控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U27.三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為A.√2U2B.2√2U2C.√6U2D.2√6U28.三相橋式全控整流電路中，晶閘管承受的最大反向電壓為A.√2U2B.2√2U2C.√6U2D.2√6U29.整流電路的主要作用是A.將交流電變換為直流電B.將直流電變換為交流電C.改變交流電的頻率D.改變交流電的相位10.逆變電路的主要作用是A.將交流電變換為直流電B.將直流電變換為交流電C.改變交流電的頻率D.改變交流電的相位11.直流斬波電路中，降壓斬波電路的輸出電壓A.大于輸入電壓B.小于輸入電壓C.等于輸入電壓D.與輸入電壓無關(guān)12.直流斬波電路中，升壓斬波電路的輸出電壓A.大于輸入電壓B.小于輸入電壓C.等于輸入電壓D.與輸入電壓無關(guān)13.PWM控制技術(shù)的核心是A.對(duì)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制B.對(duì)脈沖頻率進(jìn)行調(diào)制C.對(duì)脈沖相位進(jìn)行調(diào)制D.對(duì)脈沖幅值進(jìn)行調(diào)制14.以下哪種電路屬于有源逆變電路A.單相半波可控整流電路B.單相橋式全控整流電路C.三相半波可控整流電路D.三相橋式全控整流電路工作在逆變狀態(tài)15.電力電子器件的損耗主要包括A.導(dǎo)通損耗、關(guān)斷損耗、開關(guān)損耗B.導(dǎo)通損耗、截止損耗、開關(guān)損耗C.正向損耗、反向損耗、開關(guān)損耗D.靜態(tài)損耗、動(dòng)態(tài)損耗、開關(guān)損耗16.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種A.電壓控制型器件B.電流控制型器件C.復(fù)合型器件D.單極型器件17.電力場效應(yīng)晶體管（MOSFET）是一種A.電壓控制型器件B.電流控制型器件C.復(fù)合型器件D.雙極型器件18.門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）是一種A.半控型器件B.全控型器件C.不可控器件D.電流控制型器件19.電力電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用主要包括A.電機(jī)調(diào)速、電力拖動(dòng)、功率因數(shù)校正B.照明控制、溫度控制、濕度控制C.灌溉控制、溫室環(huán)境控制、農(nóng)產(chǎn)品加工D.以上都是20.提高電力電子裝置功率因數(shù)的方法主要有A.采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)B.合理選擇負(fù)載C.增加無功補(bǔ)償裝置D.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)將正確答案填寫在題中的橫線上。1.電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，它主要研究電力系統(tǒng)中電能的______、______、______和______等問題。2.電力電子器件按控制方式可分為______、______和______三類。3.晶閘管的導(dǎo)通條件是______，關(guān)斷條件是______。4.單相橋式全控整流電路中，晶閘管的觸發(fā)脈沖應(yīng)采用______觸發(fā)方式，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于______。5.PWM控制技術(shù)是通過對(duì)脈沖寬度的調(diào)制來等效地控制______或______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程。2.說明晶閘管的工作原理。3.分析單相半波可控整流電路的工作過程。4.簡述PWM控制技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)。（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共3小題，第1、2小題各5分，第3小題5分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算步驟和答案。1.已知單相半波可控整流電路的輸入電壓U2=220V，負(fù)載電阻R=10Ω，控制角α=60°，求輸出電壓平均值Ud和輸出電流平均值Id。2.已知三相半波可控整流電路的輸入線電壓U2=380V，負(fù)載電阻R=10Ω，控制角α=30°，求輸出電壓平均值Ud和輸出電流平均值Id。3.已知降壓斬波電路的輸入電壓Ud=24V，輸出電壓Uo=12V，斬波周期T=200μs，求導(dǎo)通時(shí)間ton和占空比D。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中，電力電子技術(shù)用于控制灌溉系統(tǒng)的水泵電機(jī)。通過采用電力電子調(diào)速裝置，可以根據(jù)農(nóng)作物的需水量實(shí)時(shí)調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)精確灌溉，提高水資源利用效率。同時(shí)，利用電力電子技術(shù)還可以對(duì)灌溉系統(tǒng)的功率因數(shù)進(jìn)行校正，減少電能損耗。問題：1.電力電子技術(shù)在灌溉系統(tǒng)中起到了哪些作用？（5分）2.如何通過電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確灌溉和減少電能損耗？（5分）（五）設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，要求采用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能，并簡述設(shè)計(jì)思路。答案：1.A2.A3.A4.A5.A6.A7.C8.D9.A10.B11.B12.A13.A14.D15.A16.C17.A18.B19.D20.D填空題答案：1.變換、控制、調(diào)節(jié)、檢測2.不可控器件、半控型器件、全控型器件3.陽極加正向電壓，門極加正向電壓；陽極電流小于維持電流4.雙窄脈沖；60°5.輸出電壓；輸出電流簡答題答案：1.電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了由電子管到晶閘管，再到全控型器件以及現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)集成的過程。早期電子管應(yīng)用于電力領(lǐng)域，后來晶閘管的出現(xiàn)推動(dòng)了電力電子技術(shù)的發(fā)展。隨著技術(shù)進(jìn)步，全控型器件不斷涌現(xiàn)，如今電力電子技術(shù)朝著系統(tǒng)集成化方向發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。2.晶閘管有陽極、陰極和門極。當(dāng)陽極加正向電壓，門極加正向電壓時(shí)，晶閘管導(dǎo)通。導(dǎo)通后，門極失去控制作用。當(dāng)陽極電流小于維持電流時(shí)，晶閘管關(guān)斷。3.單相半波可控整流電路中，在電源正半周，晶閘管承受正向電壓。當(dāng)控制角α對(duì)應(yīng)的時(shí)刻觸發(fā)晶閘管，晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上有電流通過，輸出電壓為電源電壓。在電源負(fù)半周，晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載上無電流，輸出電壓為0。通過控制觸發(fā)角α可調(diào)節(jié)輸出電壓平均值。4.PWM控制技術(shù)是通過對(duì)脈沖寬度的調(diào)制來等效地控制輸出電壓或輸出電流。其原理是在一個(gè)周期內(nèi)，通過改變脈沖寬度來改變輸出量的平均值。優(yōu)點(diǎn)有：可以提高效率，改善輸出波形質(zhì)量，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制等。計(jì)算題答案：1.Ud=0.45U2(1+cosα)/2=0.45×220×(1+cos60°)/2=74.25V，Id=Ud/R=74.25/10=7.425A2.Ud=1.17U2(1+cosα)/2=1.17×380×(1+cos30°)/2=365.4V，Id=Ud/R=365.4/10=36.54A3.Uo=Ud×ton/T，12=24×ton/200×10^(-6)，ton=100μs，D=ton/T=100/200=0.5材料分析題答案：1.電力電子技術(shù)在灌溉系統(tǒng)中起到了控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和校正功率因數(shù)的作用。通過控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)精確灌溉，校正功率因數(shù)可減少電能損耗。2.