2025年高职农业自动化（电力电子技术应用）试题及答案

2025年高职农业自动化（电力电子技术应用）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.电力电子技术的核心是A.电力变换B.电能传输C.电机控制D.电力分配2.以下哪种器件属于半控型电力电子器件A.晶闸管B.绝缘栅双极型晶体管C.电力场效应晶体管D.门极可关断晶闸管3.晶闸管导通的条件是A.阳极加正向电压，门极加正向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极加正向电压，门极加反向电压D.阳极加反向电压，门极加反向电压4.晶闸管关断的条件是A.阳极电流小于维持电流B.阳极电流大于维持电流C.阳极电压小于0D.门极电压小于05.单相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U26.单相桥式全控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U27.三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为A.√2U2B.2√2U2C.√6U2D.2√6U28.三相桥式全控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为A.√2U2B.2√2U2C.√6U2D.2√6U29.整流电路的主要作用是A.将交流电变换为直流电B.将直流电变换为交流电C.改变交流电的频率D.改变交流电的相位10.逆变电路的主要作用是A.将交流电变换为直流电B.将直流电变换为交流电C.改变交流电的频率D.改变交流电的相位11.直流斩波电路中，降压斩波电路的输出电压A.大于输入电压B.小于输入电压C.等于输入电压D.与输入电压无关12.直流斩波电路中，升压斩波电路的输出电压A.大于输入电压B.小于输入电压C.等于输入电压D.与输入电压无关13.PWM控制技术的核心是A.对脉冲宽度进行调制B.对脉冲频率进行调制C.对脉冲相位进行调制D.对脉冲幅值进行调制14.以下哪种电路属于有源逆变电路A.单相半波可控整流电路B.单相桥式全控整流电路C.三相半波可控整流电路D.三相桥式全控整流电路工作在逆变状态15.电力电子器件的损耗主要包括A.导通损耗、关断损耗、开关损耗B.导通损耗、截止损耗、开关损耗C.正向损耗、反向损耗、开关损耗D.静态损耗、动态损耗、开关损耗16.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种A.电压控制型器件B.电流控制型器件C.复合型器件D.单极型器件17.电力场效应晶体管（MOSFET）是一种A.电压控制型器件B.电流控制型器件C.复合型器件D.双极型器件18.门极可关断晶闸管（GTO）是一种A.半控型器件B.全控型器件C.不可控器件D.电流控制型器件19.电力电子技术在农业自动化中的应用主要包括A.电机调速、电力拖动、功率因数校正B.照明控制、温度控制、湿度控制C.灌溉控制、温室环境控制、农产品加工D.以上都是20.提高电力电子装置功率因数的方法主要有A.采用有源功率因数校正技术B.合理选择负载C.增加无功补偿装置D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它主要研究电力系统中电能的______、______、______和______等问题。2.电力电子器件按控制方式可分为______、______和______三类。3.晶闸管的导通条件是______，关断条件是______。4.单相桥式全控整流电路中，晶闸管的触发脉冲应采用______触发方式，触发脉冲的宽度应大于______。5.PWM控制技术是通过对脉冲宽度的调制来等效地控制______或______。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述电力电子技术的发展历程。2.说明晶闸管的工作原理。3.分析单相半波可控整流电路的工作过程。4.简述PWM控制技术的原理和优点。（三）计算题（共15分）答题要求：本大题共3小题，第1、2小题各5分，第3小题5分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。1.已知单相半波可控整流电路的输入电压U2=220V，负载电阻R=10Ω，控制角α=60°，求输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id。2.已知三相半波可控整流电路的输入线电压U2=380V，负载电阻R=10Ω，控制角α=30°，求输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id。3.已知降压斩波电路的输入电压Ud=24V，输出电压Uo=12V，斩波周期T=200μs，求导通时间ton和占空比D。（四）材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在农业自动化中，电力电子技术用于控制灌溉系统的水泵电机。通过采用电力电子调速装置，可以根据农作物的需水量实时调整水泵电机的转速，实现精确灌溉，提高水资源利用效率。同时，利用电力电子技术还可以对灌溉系统的功率因数进行校正，减少电能损耗。问题：1.电力电子技术在灌溉系统中起到了哪些作用？（5分）2.如何通过电力电子技术实现精确灌溉和减少电能损耗？（5分）（五）设计题（共5分）答题要求：设计一个简单的直流电机调速系统，要求采用电力电子技术实现调速功能，并简述设计思路。答案：1.A2.A3.A4.A5.A6.A7.C8.D9.A10.B11.B12.A13.A14.D15.A16.C17.A18.B19.D20.D填空题答案：1.变换、控制、调节、检测2.不可控器件、半控型器件、全控型器件3.阳极加正向电压，门极加正向电压；阳极电流小于维持电流4.双窄脉冲；60°5.输出电压；输出电流简答题答案：1.电力电子技术的发展历程经历了由电子管到晶闸管，再到全控型器件以及现代电力电子系统集成的过程。早期电子管应用于电力领域，后来晶闸管的出现推动了电力电子技术的发展。随着技术进步，全控型器件不断涌现，如今电力电子技术朝着系统集成化方向发展，应用范围也越来越广泛。2.晶闸管有阳极、阴极和门极。当阳极加正向电压，门极加正向电压时，晶闸管导通。导通后，门极失去控制作用。当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。3.单相半波可控整流电路中，在电源正半周，晶闸管承受正向电压。当控制角α对应的时刻触发晶闸管，晶闸管导通，负载上有电流通过，输出电压为电源电压。在电源负半周，晶闸管承受反向电压而关断，负载上无电流，输出电压为0。通过控制触发角α可调节输出电压平均值。4.PWM控制技术是通过对脉冲宽度的调制来等效地控制输出电压或输出电流。其原理是在一个周期内，通过改变脉冲宽度来改变输出量的平均值。优点有：可以提高效率，改善输出波形质量，易于实现数字化控制等。计算题答案：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材料分析题答案：1.电力电子技术在灌溉系统中起到了控制水泵电机转速和校正功率因数的作用。通过控制水泵电机转速可实现精确灌溉，校正功率因数可减少电能损耗。2.