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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。)1.电力电子技术主要研究（）。A.电力系统的稳定运行B.电力设备的制造工艺C.电能的变换和控制D.电力市场的交易规则2.电力电子器件工作时，其损耗主要包括（）。A.铜损和铁损B.开关损耗和通态损耗C.介质损耗和磁滞损耗D.辐射损耗和传导损耗3.以下哪种电力电子器件属于不可控器件（）。A.晶闸管B.二极管C.绝缘栅双极型晶体管D.电力场效应晶体管4.晶闸管导通的条件是（）。A.阳极加正向电压，门极加反向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极和门极都加正向电压D.阳极和门极都加反向电压5.晶闸管一旦导通，门极就失去了（）作用。A.控制B.保护C.整流D.逆变6.使晶闸管关断的条件是（）。A.阳极电流小于维持电流B.阳极电压小于零C.门极电流小于零D.以上都不对7.单相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的导通角为（）。A.0°-180°B.0°-90°C.90°-180°D.180°-360°8.单相桥式全控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压为（）。A.√2U2B.2√2U2C.U2D.2U29.三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管的导通角为（）。A.0°-120°B.0°-150°C.120°-180°D.150°-180°10.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，晶闸管承受的最大反向电压为（）。A.√2U2B.2√2U2C.3√2U2D.6√2U211.直流斩波电路中，降压斩波电路输出电压平均值Ud与输入电压Uin的关系是（）。A.Ud=αUinB.Ud=(1-α)UinC.Ud=Uin/αD.Ud=Uin/(1-α)12.升压斩波电路输出电压平均值Ud与输入电压Uin的关系是（）。A.Ud=αUinB.Ud=(1-α)UinC.Ud=Uin/αD.Ud=Uin/(1-α)13.直流电动机的调速方法中，属于改变电枢电压调速的是（）。A.降压调速B.弱磁调速C.电枢回路串电阻调速D.以上都不是14.直流电动机的调速方法中，属于改变磁通调速的是（）。A.降压调速B.弱磁调速C.电枢回路串电阻调速D.以上都不是15.逆变器是将（）。A.直流电能转换为交流电能B.交流电能转换为直流电能C.直流电能转换为直流电能D.交流电能转换为交流电能16.单相桥式全控整流电路，电感性负载，续流二极管的作用是（）。A.防止晶闸管失控B.提高输出电压平均值C.使负载电流连续D.以上都不对17.三相桥式全控整流电路，电感性负载，当α=60°时，输出电压平均值Ud为（）。A.2.34U2cosαB.2.34U2C.1.17U2cosαD.1.17U218.电力电子技术中，软开关技术的主要目的是（）。A.提高电路效率B.降低开关损耗C.提高电路可靠性D.以上都是19.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种（）。A.电压驱动型器件B.电流驱动型器件C.电压电流混合驱动型器件D.以上都不是20.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B.电力节能C.农业生产过程控制D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）答题要求：请根据题目要求，在答题区域内作答，要求书写规范、工整。填空题（每题2分，共10分）1.电力电子技术是由电力学、电子学和______相结合而形成的一门交叉学科。2.晶闸管的三个电极分别是阳极、阴极和______。3.单相半波可控整流电路，电感性负载，当α=90°时，输出电压平均值Ud=______。4.直流斩波电路中，占空比α的定义是______。5.逆变器按输出交流电能的频率可分为______逆变器和______逆变器。简答题（每题5分，共20分）1.简述电力电子器件的分类及特点。2.说明晶闸管导通和关断的条件。3.简述直流斩波电路的工作原理及降压斩波电路和升压斩波电路的区别。4.简述逆变器的工作原理及分类。分析计算题（每题10分，共20分）1.单相桥式全控整流电路，电阻性负载，U2=220V，要求输出直流电压Ud=180V，计算晶闸管的控制角α，并画出整流电压ud的波形。2.三相桥式全控整流电路，电感性负载，L足够大，U2=380V，当α=60°时，计算输出直流电压平均值Ud，并画出整流电压ud的波形。综合应用题（10分）某农业灌溉系统采用直流电动机拖动水泵，已知电动机额定电压U=220V，额定电流I=10A，额定转速nN=1500r/min。现采用晶闸管可控整流电路对电动机进行调速，要求调速范围为500-1500r/min，调速方式为改变电枢电压调速。请设计一个晶闸管可控整流调速电路，说明电路的组成及工作原理，并计算调速范围对应的控制角α的变化范围。答案1.C2.B3.B4.C5.A6.A7.A8.A9.A10.D11.A12.D13.A14.B15.A16.C17.C18.D19.A20.D填空题答案：1.控制理论2.门极3.U2/24.导通时间ton与周期T的比值，即α=ton/T5.恒频恒压变频变压简答题答案：1.电力电子器件可分为不可控器件（如二极管）、半控型器件（如晶闸管）和全控型器件（如绝缘栅双极型晶体管等）。不可控器件只有导通和关断两种状态，由外加电压决定；半控型器件导通由门极控制，关断由外加电压决定；全控型器件导通和关断均由门极控制。特点：功率大、工作在开关状态、需要考虑散热等。2.晶闸管导通条件：阳极加正向电压，门极加正向触发电压。关断条件：阳极电流小于维持电流。3.直流斩波电路是通过控制开关器件的导通和关断时间，将直流电源电压斩成断续的直流电压波形，再经滤波得到所需的直流电压。降压斩波电路输出电压低于输入电压，通过控制占空比实现降压；升压斩波电路输出电压高于输入电压，通过储能电感等实现升压。4.逆变器工作原理是将直流电能转换为交流电能。分类：按输出交流电能的频率可分为恒频恒压逆变器和变频变压逆变器；按直流侧电源性质可分为电压型逆变器和电流型逆变器。分析计算题答案：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期间，ud=0；α-180°期间，ud=0.9U2cosωt（ω为电源角频率）。2.Ud=2.34U2cosα=2.34×380×cos60°=444.6V。波形：在0-α期间，ud=0；α-120°期间，ud=2.34U2cosωt；120°-180°期间，ud=0；180°-300°期间，ud=2.34U2cos(ωt-120°)；300°-360°期间，ud=2.34U2cos(ωt-240°)。综合应用题答案：组成：由晶闸管可控整流电路、滤波电路、保护电路等组成。工作原理：通过晶闸管可控整流电路改变电枢电压，从而实现电动机调速。调速范围500-150