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

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項中，只有一項是符合題目要求的。)1.電力電子技術(shù)主要研究（）。A.電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行B.電力設(shè)備的制造工藝C.電能的變換和控制D.電力市場的交易規(guī)則2.電力電子器件工作時，其損耗主要包括（）。A.銅損和鐵損B.開關(guān)損耗和通態(tài)損耗C.介質(zhì)損耗和磁滯損耗D.輻射損耗和傳導(dǎo)損耗3.以下哪種電力電子器件屬于不可控器件（）。A.晶閘管B.二極管C.絕緣柵雙極型晶體管D.電力場效應(yīng)晶體管4.晶閘管導(dǎo)通的條件是（）。A.陽極加正向電壓，門極加反向電壓B.陽極加反向電壓，門極加正向電壓C.陽極和門極都加正向電壓D.陽極和門極都加反向電壓5.晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去了（）作用。A.控制B.保護(hù)C.整流D.逆變6.使晶閘管關(guān)斷的條件是（）。A.陽極電流小于維持電流B.陽極電壓小于零C.門極電流小于零D.以上都不對7.單相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管的導(dǎo)通角為（）。A.0°-180°B.0°-90°C.90°-180°D.180°-360°8.單相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大反向電壓為（）。A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U29.三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管的導(dǎo)通角為（）。A.0°-120°B.0°-150°C.120°-180°D.150°-180°10.三相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大反向電壓為（）。A.√2U2B.2√2U2C.3√2U2D.6√2U211.直流斬波電路中，降壓斬波電路輸出電壓平均值Ud與輸入電壓Uin的關(guān)系是（）。A.Ud=αUinB.Ud=(1-α)UinC.Ud=Uin/αD.Ud=Uin/(1-α)12.升壓斬波電路輸出電壓平均值Ud與輸入電壓Uin的關(guān)系是（）。A.Ud=αUinB.Ud=(1-α)UinC.Ud=Uin/αD.Ud=Uin/(1-α)13.直流電動機(jī)的調(diào)速方法中，屬于改變電樞電壓調(diào)速的是（）。A.降壓調(diào)速B.弱磁調(diào)速C.電樞回路串電阻調(diào)速D.以上都不是14.直流電動機(jī)的調(diào)速方法中，屬于改變磁通調(diào)速的是（）。A.降壓調(diào)速B.弱磁調(diào)速C.電樞回路串電阻調(diào)速D.以上都不是15.逆變器是將（）。A.直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能B.交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能C.直流電能轉(zhuǎn)換為直流電能D.交流電能轉(zhuǎn)換為交流電能16.單相橋式全控整流電路，電感性負(fù)載，續(xù)流二極管的作用是（）。A.防止晶閘管失控B.提高輸出電壓平均值C.使負(fù)載電流連續(xù)D.以上都不對17.三相橋式全控整流電路，電感性負(fù)載，當(dāng)α=60°時，輸出電壓平均值Ud為（）。A.2.34U2cosαB.2.34U2C.1.17U2cosαD.1.17U218.電力電子技術(shù)中，軟開關(guān)技術(shù)的主要目的是（）。A.提高電路效率B.降低開關(guān)損耗C.提高電路可靠性D.以上都是19.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一種（）。A.電壓驅(qū)動型器件B.電流驅(qū)動型器件C.電壓電流混合驅(qū)動型器件D.以上都不是20.電力電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動化中的應(yīng)用主要包括（）。A.電機(jī)調(diào)速B.電力節(jié)能C.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程控制D.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）答題要求：請根據(jù)題目要求，在答題區(qū)域內(nèi)作答，要求書寫規(guī)范、工整。填空題（每題2分，共10分）1.電力電子技術(shù)是由電力學(xué)、電子學(xué)和______相結(jié)合而形成的一門交叉學(xué)科。2.晶閘管的三個電極分別是陽極、陰極和______。3.單相半波可控整流電路，電感性負(fù)載，當(dāng)α=90°時，輸出電壓平均值Ud=______。4.直流斬波電路中，占空比α的定義是______。5.逆變器按輸出交流電能的頻率可分為______逆變器和______逆變器。簡答題（每題5分，共20分）1.簡述電力電子器件的分類及特點。2.說明晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件。3.簡述直流斬波電路的工作原理及降壓斬波電路和升壓斬波電路的區(qū)別。4.簡述逆變器的工作原理及分類。分析計算題（每題10分，共20分）1.單相橋式全控整流電路，電阻性負(fù)載，U2=220V，要求輸出直流電壓Ud=180V，計算晶閘管的控制角α，并畫出整流電壓ud的波形。2.三相橋式全控整流電路，電感性負(fù)載，L足夠大，U2=380V，當(dāng)α=60°時，計算輸出直流電壓平均值Ud，并畫出整流電壓ud的波形。綜合應(yīng)用題（10分）某農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)采用直流電動機(jī)拖動水泵，已知電動機(jī)額定電壓U=220V，額定電流I=10A，額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min?，F(xiàn)采用晶閘管可控整流電路對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，要求調(diào)速范圍為500-1500r/min，調(diào)速方式為改變電樞電壓調(diào)速。請設(shè)計一個晶閘管可控整流調(diào)速電路，說明電路的組成及工作原理，并計算調(diào)速范圍對應(yīng)的控制角α的變化范圍。答案1.C2.B3.B4.C5.A6.A7.A8.A9.A10.D11.A12.D13.A14.B15.A16.C17.C18.D19.A20.D填空題答案：1.控制理論2.門極3.U2/24.導(dǎo)通時間ton與周期T的比值，即α=ton/T5.恒頻恒壓變頻變壓簡答題答案：1.電力電子器件可分為不可控器件（如二極管）、半控型器件（如晶閘管）和全控型器件（如絕緣柵雙極型晶體管等）。不可控器件只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)，由外加電壓決定；半控型器件導(dǎo)通由門極控制，關(guān)斷由外加電壓決定；全控型器件導(dǎo)通和關(guān)斷均由門極控制。特點：功率大、工作在開關(guān)狀態(tài)、需要考慮散熱等。2.晶閘管導(dǎo)通條件：陽極加正向電壓，門極加正向觸發(fā)電壓。關(guān)斷條件：陽極電流小于維持電流。3.直流斬波電路是通過控制開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，將直流電源電壓斬成斷續(xù)的直流電壓波形，再經(jīng)濾波得到所需的直流電壓。降壓斬波電路輸出電壓低于輸入電壓，通過控制占空比實現(xiàn)降壓；升壓斬波電路輸出電壓高于輸入電壓，通過儲能電感等實現(xiàn)升壓。4.逆變器工作原理是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能。分類：按輸出交流電能的頻率可分為恒頻恒壓逆變器和變頻變壓逆變器；按直流側(cè)電源性質(zhì)可分為電壓型逆變器和電流型逆變器。分析計算題答案：1.由Ud=0.9U2cosα可得：180=0.9×220×cosα，解得cosα=0.909，α≈24.6°。波形：在0-α期間，ud=0；α-180°期間，ud=0.9U2cosωt（ω為電源角頻率）。2.Ud=2.34U2cosα=2.34×380×cos60°=444.6V。波形：在0-α期間，ud=0；α-120°期間，ud=2.34U2cosωt；120°-180°期間，ud=0；180°-300°期間，ud=2.34U2cos(ωt-120°)；300°-360°期間，ud=2.34U2cos(ωt-240°)。綜合應(yīng)用題答案：組成：由晶閘管可控整流電路、濾波電路、保護(hù)電路等組成。工作原理：通過晶閘管可控整流電路改變電樞電壓，從而實現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速。調(diào)速范圍500-150