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2025年高职电气工程及其自动化（电力电子分析）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：本大题共20小题，每小题2分，共40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，请将正确答案的序号填在括号内。

1. 电力电子技术中，以下哪种器件属于半控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 绝缘栅双极型晶体管 C. 电力场效应晶体管 D. 可关断晶闸管
2. 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. 阳极加正向电压，门极加反向电压
C. 阳极加反向电压，门极加正向电压 D. 阳极加反向电压，门极加反向电压
3. 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. √2U2 B. 2√2U2 C. √2U2/2 D. U2
4. 单相桥式全控整流电路中，晶闸管的触发脉冲宽度一般为（ ）
A. 30° B. 60° C. 90° D. 120°
5. 三相半波可控整流电路中，晶闸管的触发脉冲间隔为（ ）
A. 60° B. 90° C. 120° D. 180°
6. 三相桥式全控整流电路中，晶闸管的导通顺序是（ ）
A. VT1、VT3、VT5 B. VT1、VT2、VT3
C. VT1、VT4、VT6 D. VT2、VT4、VT6
7. 以下哪种电路可以实现有源逆变（ ）
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
8. 逆变失败的原因不包括（ ）
A. 触发电路工作不可靠 B. 晶闸管发生故障
C. 交流电源异常 D. 负载电阻过大
9. 直流斩波电路中，降压斩波电路的输出电压与输入电压的关系是（ ）
A. Uo = αUi B. Uo = (1 - α)Ui C. Uo = Ui/α D. Uo = Ui/(1 - α)
10. 升压斩波电路的输出电压与输入电压的关系是（ ）
A. Uo = αUi B. Uo = (1 - α)Ui C. Uo = Ui/α D. Uo = Ui/(1 - α)
11. 以下哪种电路可以实现直流电动机的调速（ ）
A. 降压斩波电路 B. 升压斩波电路 C. 直流-直流变流电路 D. 以上都可以
12. PWM控制技术中，以下哪种调制方式可以提高直流电压利用率（ ）
A. 同步调制 B. 异步调制 C. 分段同步调制 D. 以上都不能
13. 电力电子器件按照能够被控制电路信号所控制的程度可分为（ ）
A. 半控型器件、全控型器件和不可控器件 B. 电压型器件和电流型器件
C. 单极型器件、双极型器件和复合型器件 D. 驱动电路、保护电路和控制电路
14. 以下哪种电力电子器件属于全控型器件（ ）
A. 二极管 B. 晶闸管 C. 绝缘栅双极型晶体管 D. 电力二极管
15. 电力场效应晶体管的特点不包括（ ）
A. 驱动电路简单 B. 开关速度快 C. 通态压降大 D. 输入电阻高
16. 绝缘栅双极型晶体管是由以下哪些器件复合而成的（ ）
A. 电力场效应晶体管和晶闸管 B. 电力场效应晶体管和电力二极管
C. 电力二极管和晶闸管 D. 电力场效应晶体管和三极管
17. 以下哪种电路可以实现交流-直流变流（ ）
A. 整流电路 B. 逆变电路 C. 直流斩波电路 D. 交流调压电路
18. 整流电路中，将交流电能转换为直流电能的过程称为（ ）
A. 逆变过程 B. 整流过程 C. 斩波过程 D. 调压过程
19. 逆变电路中，将直流电能转换为交流电能的过程称为（ ）
A. 逆变过程 B. 整流过程 C. 斩波过程 D. 调压过程
20. 交流调压电路的目的是（ ）
A. 将固定的交流电压转换成可变的交流电压 B. 将直流电压转换成交流电压
C. 将交流电压转换成直流电压 D. 将可变的交流电压转换成固定的交流电压

第II卷（非选择题 共60分）

一、填空题（每题2分，共10分）
答题要求：请在每题的空格中填上正确答案。

1. 电力电子技术是应用于电力领域中的电子技术，它是由______、电力电子器件和控制电路组成的。
2. 晶闸管的导通条件是阳极加______电压，门极加______电压。
3. 单相桥式全控整流电路中，晶闸管的触发脉冲应______依次触发。
4. 直流斩波电路中，降压斩波电路的输出电压平均值Uo =______。
5. PWM控制技术中，载波比N =______。

二、简答题（每题5分，共20分）
答题要求：简要回答问题，答案应简洁明了。

1. 简述电力电子技术的应用领域。
2. 说明晶闸管的工作原理。
3. 简述有源逆变的条件。
4. 简述PWM控制技术的原理。

三、分析计算题（每题10分，共20分）
答题要求：写出详细的计算过程和答案。

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，求控制角α。
2. 三相桥式全控整流电路，电感性负载，L足够大，R = 5Ω，U2 = 380V，求输出直流电压Ud、直流电流Id和晶闸管电流IT的平均值。

四、材料分析题（每题10分，共10分）
答题要求：阅读材料，回答问题。

材料：在某电力电子系统中，采用了三相桥式全控整流电路对直流电动机供电。在运行过程中，发现电动机转速不稳定，经检查发现晶闸管触发脉冲有丢失现象。

问题：分析晶闸管触发脉冲丢失可能导致的后果，并提出解决措施。

五、设计题（每题10分，共10分）
答题要求：根据题目要求进行电路设计。

设计一个降压斩波电路，要求输入电压Ui = 24V，输出电压Uo = 12V，负载电流Io = 1A，计算占空比α，并画出电路原理图。

答案：
1. A
2. A
3. A
4. B
5. C
6. A
7. D
8. D
9. A
10. D
11. D
12. C
13. A
14. C
15. C
16. A
17. A
18. B
19. A
20. A

填空题答案：
1. 电力电子变换技术
2. 正向；正向
3. 按VT1、VT3、VT5、VT2、VT4、VT6的顺序
4. αUi
5. fc/fr

简答题答案：
1. 电力电子技术的应用领域包括电力系统、工业、交通运输、新能源等领域。
2. 晶闸管的工作原理是：在阳极和阴极之间加正向电压，门极加正向触发电压时，晶闸管导通；导通后，门极失去控制作用，只有阳极电压小于零时，晶闸管才会关断。
3. 有源逆变的条件是：要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压；要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值。
4. PWM控制技术的原理是：把逆变电路的输出电压调制成脉冲列，通过改变脉冲的宽度或周期来控制输出电压。

分析计算题答案：
1. 由Ud = 0.9U2cosα可得：180 = 0.9×220cosα，解得α≈34.4°。
2. Ud = 2.34U2cosα = 2.34×380×cos0° = 889.