DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 以烧结烟气脱硫灰为原料，采用水热法工艺制备硫酸钙晶须。借助电导率、XRD、高分辨显微镜和SEM等分析方法，研究了在不同反应条件下晶须生长的变化规律，随着反应温度的升高和反应时间的延长，硫酸晶须的长径比呈先增加后降低的趋势，当反应温度为140℃，反应时间为60 min时，晶须的长径比最大，其值为84。 关键词 :烧结烟气脱硫灰，硫酸钙晶须，水热法，长径比 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 中国作为钢铁大国，2016年粗钢产量达到8.04亿t，约占世界钢产量的一半。按中国钢铁协会公布的“吨钢SO 2 排放量1.95 kg”计算，仅2016年钢铁行业SO 2 排放量可达160万吨，其中烧结工序SO 2 排放量约占总排放量的70% [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。目前主体工艺有：石灰–石膏法、液氨法和活性焦法等脱硫工艺，其中石灰–石膏法工艺是国内外应用最为广泛的烧结烟气脱硫技术，但该工艺存在烧结烟气脱硫灰难以利用的问题，易造成环境污染 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。因此，烧结烟气脱硫灰的资源化利用已经成为影响我国石膏法烟气脱硫技术进一步发展的主要因素。 硫酸钙晶须作为无机晶须中的一种，与其它短纤维相比，具有耐高温、抗化学腐蚀和韧性好等特点，广泛应用于橡胶、塑料和沥青等领域。目前，硫酸钙晶须的制备原料主要以天然石膏或热电厂脱硫石膏为主，如：刘承军等 [ 7 ] [ 8 ] 以热电厂脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须获得较好效果；韩跃新等 [ 9 ] 以天然石膏为原料采用水热法制备出硫酸钙晶须。烧结烟气脱硫灰成分与热电厂脱硫石膏和天然石膏成分相近，只是脱硫灰中含有一定量的氯离子和亚硫酸根离子，影响了烧结脱硫灰在建筑和交通领域的应用。若将烧结烟气脱硫灰用于制备硫酸钙晶须，将可以节约天然石膏资源，减少土地开采，也为烧结烟气脱硫灰资源化利用开辟了一条新途径。 本研究以烧结烟气脱硫灰为原料，采用水热法工艺，研究反应温度和时间对硫酸钙晶须生长行为的影响作用。本论文的创新之处：为烧结烟气脱硫灰无害化和资源化利用提供新途径。
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user: 2. 实验 2.1. 实验原料及设备 原料为国内某钢铁企业烧结厂烧结烟气脱硫灰，主要成分如表1所示，烧结脱硫灰粒度 < 0.074 μm；硫酸，浓度为98%，化学纯试剂。自控恒温高压哈氏合金反应釜，烧杯和真空过滤系统。 2.2. 实验过程 将烧结脱硫灰按液固比10:1配制，调整pH值为5，加入添加剂SDBS，控制反应温度为120、130、140和150℃，反应时间为30、60、90、120 min，反应结束后过滤，在130℃下干燥120 min，然后进行物相分析和微观分析。 2.3. 分析方法 1) 利用高分辨率光学显微镜采集图像，利用图像分析软件测定样品平均长径比； 2) X射线衍射仪。采用日本理学公司D/Max-3B型X射线衍射仪，扫描速度4˚·min −1 ，采样间隔0.02˚，扫描范围10˚~80˚。 3) 采用日本岛津公司SSX-550型扫描电子显微镜对晶须的形貌进行分析。
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user: 3. 结果分析与讨论 水热法制备硫酸钙晶须的过程实质是一个溶解/再结晶过程，即二水硫酸钙在高温条件下逐步脱除结晶水过程，在此过程中硫酸钙形态由粒状逐步转变为纤维状。其化学反应式如下： (1) (2) 烧结烟气脱硫灰在制备硫酸钙晶须过程中涉及到的影响因素响较多，影响机理十分复杂，主要涉及到亚硫酸钙的氧化、硫酸钙的溶解和再结晶过程，其中反应温度、压力和溶液介质的成分等因素直接影响到硫酸钙在水中的溶解度，进而影响到硫酸钙晶体的生长速度和生长形态。 图1为固液比1:10，反应时间为60 min，初始pH值为5的条件下，反应温度对烧结烟气脱硫灰制备硫酸钙晶须的影响规律。从图1中可以看出，随着反应温度的升高，硫酸钙晶须的长径比呈先升高后降低的趋势，当反应温度为140℃时，硫酸钙晶须长径比最大，其值为84。由于硫酸钙在不同温度条件下溶解速率不同，温度越高，其溶解度越小，硫酸钙溶解和再结晶速度越低，硫酸钙枝端提高生长所需浓度梯度越小，反之，温度越低，虽然枝端所需浓度梯度增大，但硫酸钙晶须每个晶面的生长速度较高， Table 1 Composition of desulfurization ash， mass 名称 Cl Na 2 O SO 3 Fe 2 O 3 MgO CaO SiO 2 Al 2 O 3 脱硫灰 0.24 0.15 36.27 0.29 0.59 31.35 1.65 0.45 表1. 脱硫灰主要化学成分，mass% 图1. 反应温度对硫酸钙晶须长径比的影响 不利于硫酸钙晶须的生长。因此，以烧结烟气脱硫灰制备硫酸钙晶须的较为合理的温度为140℃。 图2为烧结烟气脱硫灰水热法制备硫酸钙晶须的XRD曲线。从图中可以看出，原料中亚硫酸钙和二水硫酸钙物相消失，转变为无水硫酸钙相。 图3不同温度条件下烧结烟气脱硫灰水热法制备硫酸钙晶须图像。从图中可以看出，以烧结烟气脱硫灰采用水热法可以制备长径比为84的硫酸钙晶须，且硫酸钙晶须的均匀性较好。在温度较低的条件下，硫酸钙晶须生长较为粗大，而随着温度升高，晶须细化现在显著提高，当温度为150℃时，晶须出现了断裂现象。 图4为不同反应时间条件下烧结烟气脱硫灰水热法制备硫酸钙晶须长径比的变化规律(反应温度140℃、pH值5和液固比10:1)。从图中可以看出，随着水热反应时间的延长，硫酸钙晶须的长径比呈先升高后降低的趋势，当反应时间为60 min时，硫酸钙晶须长径比达到最大，其值为84。 图5不同水热反应时间条件下烧结烟气脱硫灰水热法制备硫酸钙晶须图像。从图中可以看出，在140℃条件下，反应时间为60 min时，硫酸钙晶须的均匀性较好。当反应时间过长时，硫酸钙晶须出现了断裂现象，以及相互融合现象。 图2. 硫酸钙晶须的XRD曲线 图3. 硫酸钙晶须的形貌 图4. 反应时间对硫酸钙晶须长径比的影响 图5. 硫酸钙晶须的形貌
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user: 4. 结论 1) 采用烧结烟气脱硫灰可以制备出长径比较高的无水硫酸钙晶须，且硫酸钙晶须均匀性较好。 2) 随着反应温度的升高和时间的延长，硫酸晶须的长径比呈先增加后降低的趋势，当反应温度为140℃，反应时间为60 min时，晶须的长径比最大，其值为84。
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user: 摘 要 合理的钒渣钠化焙烧工艺对钒的提取至关重要，直接关系到钒产品质量和生产成本。本文针对不同钒渣复合钠化焙烧工艺进行研究，探讨相转变行为对钒渣浸出机制的影响作用，结果表明：钒渣采用单一碳酸钠焙烧工艺与复合焙烧工艺进行对比，复合焙烧工艺的钒相转化率和收率略有提高，随着硫酸钠配入量的增加，硅和磷元素浸出率略有降低。随着焙烧时间的延长，钒、硅和磷元素的浸出率呈逐渐增大的趋势；在860℃条件下，采用复合钠化焙烧，Na 2 SO 4 配入量应控制在3%~9%，时间在30~60 min较为适宜。 关键词 :钒渣，钠化焙烧，浸出，硫酸钠 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 钒具有众多优异的物理性能和化学性能，素有金属“维生素”之称，广泛应用于钢铁、航空航天和电池等领域 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。近年来钒需求量呈逐年增加的趋势，钒渣作为提钒的重要原料之一，其提钒技术备受关注。目前钠化焙烧工艺作为钒渣提钒的主流工艺，钒的相转化率和浸出率的高低一直是关注的重点 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。史玲等 [ 7 ] 研究了氯化钠对钠化焙烧工艺的影响作用，采用钙法低钠焙烧–碱浸工艺，在氧化钙为2%，食盐用量为8%，焙烧温度为850℃，焙烧时间为2 h，碳酸钠用量为8%的条件下，钒的浸出率可以达到67.6%。 范鹤林等 [ 8 ] 采用高钙钒比钒渣在适宜钠化焙烧条件下的熟料，通过单因素控制法，进行水浸出和碳酸铵浸出实验，并对比分析了钒渣熟料两种浸出的适宜条件和浸出效果，钒渣熟料水浸适宜条件为，温度90℃，时间30 min，液固比8.0 mL/g，钒浸出率可以达到89.4%；别舒等调研了石煤提钒钠化焙烧和钙化焙烧两种工艺的发展现状，认为高硅低钙含量的石煤宜采用钠化焙烧，高钙含量的石煤宜采用钙化焙烧，两种工艺各有所长，当采用钠化焙烧工艺时，焙烧温度为800℃~850℃，焙烧时间为2.0~2.5 h，氯化钠用量为矿石的10%~20%。因此，本研究认为钒渣在钠化焙烧过程中添加少量的添加剂如氯化钠或是芒硝均有利于钒相转化率和浸出率的提高，但氯化钠添加剂的研究文献相对较多，而关于芒硝的研究文献较少等 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。为此，本研究以钒渣为原料，针对不同芒硝添加量条件下钒渣的物相转变行为进行研究，探讨其对钒渣浸出行为的影响作用，为钒渣钠化提钒工艺的改进提供理论基础。
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user: 2. 实验 2.1. 实验原料 国内某企业钒渣的主要化学成分如表1所示，碳酸钠，硫酸钠为化学纯试剂。 2.2. 实验过程 首先将钒渣研磨，然后取粒度为120 μm筛下物料与钠化剂进行混合，硫酸钠配入量为0、3%、6%、9%和12%，其中硫酸钠与碳酸钠中的Na 2 O/V 2 O 5 摩尔比为1.2，然后置于球磨罐中进行混料，然后将混 匀后物料置于马弗炉内进行焙烧，温度为860℃和时间为15、30、60和90 min；待反应结束后取出物料进行浸出，浸出工艺按实验方案进行，然后再经水洗，水浸出温度为50℃，浸出时间为30 min，可以得到浸出渣和浸出液。将浸出后尾渣置于恒温鼓风干燥箱中进行干燥处理，烘干温度为150℃，时间为120 min，最后称量浸出渣的质量，再进行成分和物相组成分析，利用origin软件对元素浸出率进行数据处理。 2.3. 检测方法 1) X射线衍射仪。采用日本理学公司D/Max-3B型X射线衍射仪，扫描速度4˚·min −1 ，采样间隔0.02˚，扫描范围10˚~80˚。 2) 荧光光谱分析。采用江苏天端信息技术有限公司EDX3600B荧光光谱仪，对样品成分进行分析。 3) 元素浸出率的计算方法。钒渣中有价组元浸出率的计算公式如式(1)： (1)
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user: 3. 结果与讨论 图1为不同硫酸钠添加量焙烧后样品的XRD曲线。从图中可以看出，随着硫酸钠配入量的增加，焙烧后钒渣的组成并未发生改变，主要为氧化铁和含钒化合物(NaVO 3 )，以及Na 2 SiO 3 、Na 2 CrO 4 和Na 3 PO 4 ，并未发现残余的钒铁尖晶石物相。 图2为硫酸钠添加量对钒浸出率的影响。从图可以看出，复合添加剂与单纯用碳酸钠相比，钒元素的浸出率略有提高。这是因为硫酸钠的分解和熔化温度较高，有利于钒渣在高温条件下的氧化，同时钒渣在焙烧过程中产生的SO 3 分解放出氧气，为焙烧创造良好的氧化环境，进而有利于钒铁尖晶石的分解和氧化。 Table 1 The main chemical composition of vanadium slag (mass， % 成分 V 2 O 5 T.Fe SiO 2 CaO MnO TiO 2 Cr 2 O 3 P S Al 2 O 3 MgO 含量 13.35 28.45 18.31 2.44 7.2 6.8 1.72 0.19 0.19 2.77 2.49 表1. 钒渣的主要化学成分(质量分数，%) 图1. 不同硫酸钠添加量焙烧后样品的XRD曲线 图3为硫酸钠添加量对钒渣中Si元素浸出率的影响。从图中可以看出，随着硫酸钠配入量的增加，Si元素浸出率呈降低的趋势，但随着时间延长，Si元素浸出率逐渐升高。这是因为添加硫酸钠进行焙烧反应时，钒渣中Si元素浸出率降低时因为碳酸钠配入量相对减少，在焙烧初始过程中碱性相对降低，造成Na 2 SiO 3 反应速率降低。而钒渣中Si元素与硫酸钠在高温下反应，如式(2)进行，在标准状态下1500℃以上才能自发进行反应。因此，在碳酸钠中适当增加硫酸钠含量，有助于Si元素浸出率的降低。 (2) 图2. Na 2 SO 4 添加量对钒浸出率的影响 图3. Na 2 SO 4 添加量对Si元素浸出率的影响 图4为硫酸钠添加量对钒渣中P元素浸出率的影响。从图中可以看出，随着硫酸钠配入量的增加，P元素浸出率呈降低的趋势，但随着时间延长，P元素浸出率逐渐升高。因此，在碳酸钠中适当增加硫酸钠含量，有助于P元素浸出率的降低。 图5为Na 2 SO 4 添加量对钒渣中Cr元素浸出率的影响。从图中可以看出，随着硫酸钠配入量的增加，Cr元素浸出率呈降低的趋势，但随着时间延长，Cr元素浸出率逐渐升高。这是因为反应式(3)自发进行的温度较高，在此焙烧条件下硫酸钠不能直接与钒渣中Cr 2 O 3 反应，而是通过硫酸钠高温分解释放出的Na 2 O参与反应。因此，在碳酸钠中适当增加硫酸钠含量，有助于Cr元素浸出率的降低。 图4. Na 2 SO 4 添加量对P元素浸出率的影响 图5. Na 2 SO 4 添加量对Cr元素浸出率的影响 (3) 综上所述，本研究认为在钠化焙烧过程中Na 2 SO 4 配入量应控制在3%~9%，时间应在30~60 min较为适宜。
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user: 4. 结论 钒渣采用单一碳酸钠焙烧工艺与复合焙烧工艺进行对比，钒相转化率和收率略有提高，随着硫酸钠配入量的增加，硅和磷元素浸出率略有降低。随着焙烧时间的延长，钒、硅和磷元素的浸出率呈逐渐增大的趋势；在860℃条件下，采用复合钠化焙烧，Na 2 SO 4 配入量应控制在3%~9%，时间在30~60 min较为适宜。
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user: 摘 要 本文引入ISM模型的工作原理，基于装备制造业产业链，纵向治理结构也呈现出从纵向一体化到纵向非一体化的演变趋势，建立装备制造业产业链纵向治理结构的影响因素指标体系，分析了装备制造业市场势力影响因素间的相互作用的内在机理，给出目前影响装备制造业产业链纵向治理结构的主要因素。 关键词 :ISM模型，装备制造业，产业链，影响因素 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 问题的提出 21世纪以来，装备制造业在发达国家被置于优先发展的战略地位，呈现出高技术化和高服务化、产业链垂直分工深化和全球化配置、经济组织形态变革的新特点。世界各国装备制造业在工业中所占比重呈现出迅猛增长的趋势，为各行业的技术、工艺发展提供丰富的物质基础。近年来，在我国经济的快速发展中，装备制造业的快速进步起到了关键性的作用。经过50多年的发展，我国装备制造业已经形成门类较齐全、规模较大且具有较高技术水平的产业体系。装备制造业中家电、医药、电子等多个行业的八十种产品的产量位居世界第一，装备制造业产品出口稳定在80%之多，带来了接近75%的外汇收入。2015年在全球固定资产投资增长逐步趋缓的形势下，我国装备制造业主要增长指标保持上年水平，其中营业收入维持在10%水平，利润增速达到10%以上。四季度装备制造业销售利润率为6.5%，比上年同期低0.2个百分点，但比同期全部工业销售利润率依然高0.3个百分点。同时，装备制造业内部结构不断优化，结构调整已经从关键技术攻关、国内产业生态链搭建上升到了国际市场突破阶段，成为中国制造具备国际顶级竞争力的优势产业。 发达国家特别是装备制造业强国美国、日本和德国的“再工业化”和“重回制造业”，对我国装备制造业乃至整个制造业形成严峻的挑战。特别是在我国劳动力和资源的比较优势逐步丧失、技术经济基础设施和制度基础设施亟待进一步发展完善、包括装备制造业在内的制造业“大而不强”、“低端锁定”等境况之下，这一挑战的严峻性愈发凸显。近年来，我国装备制造业产业链逐步完整，且与世界其他发达装备制造业相同，装备制造业产业链纵向治理结构也呈现出从纵向一体化到纵向非一体化的演变趋势；但是也存在自主创新能力薄弱、核心技术和关键技术对外依赖性较强、长期锁定在附加值低端环节，地区发展差距较大等严峻问题，如何优化我国装备制造业产业结构，提升装备制造业的整体发展水平，成为目前我国装备制造业发展的关键问题，亟需找出影响装备制造业产业链纵向治理结构的关键因素。 国内学者对装备制造业产业链纵向治理结构实现路径研究尚未达成一致，争议的焦点集中于产业链纵向治理结构的纵向一体化和非一体化发展模式。赵红 [ 1 ] (2013)研究了高端装备制造业产业链升级的路径选择，认为高端装备制造业产业链应注重产品维度的纵向一体化发展；邢国均和邓继跃 [ 2 ] (2012)提出了我国装备制造业突破竞争力制约的三条路径；李青原和唐建新 [ 3 ] (2010)利用我国企业层面的微观数据，对企业纵向一体化的影响因素及生产率效应进行研究，我国企业的纵向一体化决策主要是为降低资产专用性、不确定性所带来的市场交易成本，同时也是对弱化法律制度和政府规制政策的反应，企业的纵向一体化程度与生产效率之间显著负相关；孙晓华 [ 4 ] (2011)利用我国工业行业层面的面板数据对企业级向边界的影响因素进行了经验验证，得出技术进步对纵向一体化程度有显著的负向影响的结论。另外一些学者则认为装备制造业产业链纵向治理结构呈现非纵向一体化的趋势。如：董翔宇 [ 5 ] (2014)、李纲 [ 6 ] (2014)等为代表，认为装备制造业相关子行业处于纵向非一体化发展趋势。随着装备制造业的发展，其纵向治理结构出现由一体化向非一体化发展的趋势。郭舒 [ 7 ] (2014)、郑方 [ 8 ] (2014)、王科等 [ 9 ] (2014)运用动态博弈等方法对比分析了产业链纵向一体化与非一体化发展结构的优劣，认为交易成本会影响企业纵向治理结构的选择。现有研究中对装备制造业产业链纵向治理结构的影响因素的研究较少。 本文认为，纵向一体化是企业在两个可能的方向上扩展现有经营业务的一种发展战略，它包括前向一体化和后向一体化。前向一体化战略是企业自行对本公司产品做进一步深加工，或者资源进行综合利用，或公司建立自己的销售组织来销售本公司的产品或服务。后向一体化则是企业自己供应生产现有产品或服务所需要的全部或部分原材料或半成品；产业链纵向治理机制是指与纵向治理结构即交易的组织形态相匹配的、为促进交易各方之间的合作和提升合作收益而釆取的一系列协调手段、措施和制度。而促进合作、提升合作收益的关键问题是建立公平合理的合作收益分配机制。基于此，本文运用ISM模型研究我国装备制造业产业链纵向治理结构的影响因素，通过实证分析找出影响装备制造业纵向治理结构的关键因素，为优化我国装备制造业的产业结构提供理论指导。
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user: 2. 装备制造业产业链纵向治理结构影响因素指标体系的建立 本文在系统梳理产业链纵向治理结构理论文献 [ 1 ] - [ 9 ] 中提及相关因素的基础上，整理和归纳了装备制造业产业链纵向治理结构的影响因素指标体系。如下表1。本文从资源禀赋因素、技术经济基础设施建设因素、市场因素三个方面选取11个具体因子作为装备制造业市场势力影响因素系统的构成要素(如表1所示)。 Table 1 Factors influencing market forces in equipment manufacturing industr 影响因子 因素标识 资源禀赋 自然资源 s 1 人力资源 s 2 资本 s 3 资产专用性 s 4 技术经济基础设施 信息技术及通讯业 s 5 交通运输业 s 6 电子商务与现代物流发展基础 s 7 技术创新 s 8 市场因素 市场集中度 s 9 进入壁垒 s 10 行政垄断制度 s 11 表1. 装备制造业市场势力影响因子 2.1. 资源禀赋因素 资源禀赋，是指一个国家或地区所拥有的各种生产要素的富裕程度，主要包括人力资本、土地、管理等。资源禀赋理论认为在生产同一产品的相同技术水平下，不同国家或地区生产同一产品的成本差异导致价格差异，而成本差异主要取决于生产过程中所使用的各种生产要素的价格不同，生产要素的价格差异主要源自不同国家或地区生产要素的相对富裕程度 [ 10 ] 。本文研究的是装备制造业产业链纵向治理结构资源禀赋的影响，这里的资源禀赋主要研究的是除了上述提到的土地、资本、劳动要素外，与装备制造业发展相关的资源禀赋还包括如矿藏、能源等在内的自然资源禀赋。资源禀赋不同会对装备制造业市场势力产生影响，从而影响到产业链纵向治理结构。一方面，更加富裕的同质性资源会强化装备制造业的市场势力。如果企业拥有相同的要素资源，那么拥有更富裕的要素资源的企业同其他企业相比就拥有更强大的市场势力；如果企业不仅没有同质性资源，而且又没有其它低成本的替代品，那么企业势必会投入相对更多的资本来谋求发展，从而造成企业市场竞争的负担。另一方面，不容易被模仿的异质性资源有利于增强装备制造业市场势力。如果企业拥有其他企业所没有的技术、专业人才等生产要素，那么企业就会在长时间维持市场领先地位。这种知识或技术被称为异质性资源，不易被模仿的异质性资源是企业构建异质性市场竞争力的关键，凭借这种优势可以使企业在相对长的时间内形成一定的市场势力，直到该异质性资源被其它企业所模仿而逐渐变为同质性资源为止。 2.2. 技术经济基础设施 本文所涉及的技术经济基础设施主要是指信息技术及通讯业、交通运输业。这些行业的发展，一般来说，将降低市场交易成本，进而改变一体化企业和非一体化企业效率对比。信息技术及通讯业、交通运输业属于技术经济性基础设施的范畴，这些行业具有一个共同特征，即通过技术手段和基础设施建设服务于信息交流和物质交流。按照《国民经济行业分类(GBT4754-2011)》，本文的信息技术及通讯业属于“信息传输、软件和信息技术服务业”门类。该门类有3个大类：“电信、广播电视和卫星传输服务”、“互联网和相关服务”、“软件和信息技术服务业”。本文的信息技术对应“互联网和相关服务”、“软件和信息技术服务业”这两个两位数行业；通讯业对应“电信、广播电视和卫星传输服务”。“互联网和相关服务”大类行业包括“互联网接入及相关服务”、“互联网信息服务”和“其他互联网服务”等3个小类行业。“软件和信息技术服务业”大类行业包括“软件开发”、“信息系统集成服务”、“信息技术咨询服务”、“数据处理和存储服务”和“集成电路设计”等小类行业。按照上述行业分类标准，交通运输业包括铁路运输业、道路运输业、水上运输业、航空运输业、管道运输业、装卸搬运和运输代理业等几大类行业。 信息技术及通讯业的发展对一体化企业内部的协调成本及市场交易成本均会产生影响，由此改变了市场、一体化企业和非一体化的效率对比。随着信息技术及通讯业的发展，市场交易成本和企业内部协调成本均存在不断下降趋势，但前者的下降趋势更加显著，从而使得一体化企业对市场交易成本的节约效应出现较大幅度弱化，进而导致非一体化企业效率不断提高 [ 11 ] 。 交通运输业的发展可以降低市场交易成本，进而促进专业化分工和市场规模的扩大，这使得企业间网络组织相对于一体化企业的效率得以提高。同时，以交通运输业为支撑发展起来的现代物流业使得企业之间的物质交流更便捷高效，从而进一步降低了市场交易成本 [ 12 ] 。这促进了产业链垂直分工的进一步深化，即加速了企业的纵向非一体化进程。 另外，信息技术及通讯业的发展和交通运输业的发展这两种外部影响因素对企业效率的影响并不是相互隔绝开的。这两种外部因素之间相互交织，共同作用于降低市场交易成本，从而改变非一体化企业和一体化企业之间的效率对比。两种外部因素之间的相互交织就是这里要特别提到的电子商务和现代物流的融合发展。电子商务和现代物流分属于信息技术业和交通运输业，且均属于生产性服务业的范畴。电子商务的发展推动传统物流升华为现代物流，而高效的现代物流保障了电子商务优势的充分发挥 [ 13 ] 。电子商务和现代物流的融合发展使得装备制造业之间的信息和物质交流更加便捷高效，从而大幅降低了市场交易成本。技术创新使装备制造业企业创造出比竞争者更优越的新产品，形成产品差异化来赢得更多消费者的青睐，提升竞争优势。技术创新能够使装备制造业产业链中的企业集中资源发展优势产品，并改变企业生产模式，将不必要的生产线分包出去，发展核心产品。同时，技术创新降低了交易成本，进而促进产业链的纵向非一体化趋势。 2.3. 市场因素 影响装备制造业产业链纵向治理结构的市场因素主要从市场集中度、进入壁垒和行政垄断制度三方面分析。1) 市场集中度是反映市场的竞争状况，以及判别市场结构类型的一个重要指标，它可以反映出市场的竞争和发展情况。随着市场集中度的提高，装备制造业企业越容易形成市场势力，进而获得垄断地位。市场集中度越高，处于垄断地位的企业越可以通过自身的垄断地位操纵市场价格，使市场价格严重偏离完全竞争水平，使企业就可从中获利。企业可以通过纵向一体化手段来消除双重边际成本、制定其实价格、提高竞争者成本等排挤竞争对手从而增加市场 [ 14 ] 。因此，市场势力是影响装备制造业产业链纵向治理结构选择中的重要因素。2) 进入壁垒主要是指市场进入者进入市场的门槛，也可以理解为，相对于市场潜在的进入者，市场在位企业所具有的竞争优势，其本质是反映新进入企业同在位企业之间竞争条件的差异。进入壁垒能够很大程度的提高市场进入门槛，降低市场激烈竞争程度，培育并提高企业的市场势力。3) 行政垄断是指政府借助公共权力限制或者排斥市场竞争。近年来，为了促进装备制造业的结构调整，国务院出台了《关于加快振兴装备制造业的若干意见》。行政垄断制度有利于市场势力的维持，但往往造成负外部性，造成经济福利的流失。
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user: 4. 结论 本文借助解释结构模型方法的优势，研究在系统归纳和整理影响装备制造业产业链纵向治理结构影响因素的基础上，在一定程度上厘清各个制约因素间相互作用的内在机理。通过研究本文认为：1) 装备制造业产业链纵向治理结构受多种制约因素共同影响。其中人力资本投资、实物资本投资、信息技术及通讯业发展、交通运输业发展、电子商务与现代物流发展、技术创新、市场集中度、进入壁垒、行政垄断制度等九种因素是目前影响装备制造业产业链纵向治理结构的主要因素。2) 装备制造业产业链纵向治理结构各个影响因素之间并非孤立存在，而是存在相互作用的关系。本研究通过构建解释结构模型，系统而又科学地探索出了各种影响因素间的内在关系，从4个层次上直观反映了装备制造业产业链纵向治理结构各影响因素直接和间接影响。信息技术及通讯业发展是影响装备制造业产业链纵向治理结构的根本原因，信息技术及通讯业的发展从根本上改变了传统装备制造业产业链的生产方式和交易成本，从而直接影响装备制造业产业链纵向治理结构。技术创新使信息技术和通讯业得以快速发展，从而促进制造业产业链纵向治理结构的演变。交通运输业、市场集中度和实物投资会影响装备制造业技术创新，且装备制造业市场集中度变化也会导致实物资本投资的变化。电子商务与现代物流发展、行政垄断制度、进入壁垒和人力资源投资都是影响装备制造业产业链纵向治理结构的直接因素。3) 不同因素发挥着不同的效用。装备制造业市场集中度的驱动力较强，依赖性较弱，说明市场集中度对装备制造业产业链纵向治理结构影响较为直接；人力资本投资的依赖性较强，驱动力较弱，说明人力资本投资对装备制造业产业链纵向治理结构影响较为间接；而其他因素的依赖性和驱动力则比较平均。
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user: 摘 要 以“H7N9”突发事件信息传播特征为基础，理论构建突发事件信息传播网络模型，并对网络簇结构进行拓扑分析；针对社会公众对突发事件信息认知、理解和扩散行为的异质性，构建基于主体观点动态变化特征的突发事件信息同步化传播演化模型，并进行模拟仿真分析。研究发现，网络规模水平和簇结构特征直接影响突发事件信息同步传播的演化过程；传播主体观点变化率及其同步化行为与网络耦合强度一定程度上呈正相关；突发事件信息传播同步化过程受传播主体初始观点状态和传播主体在网络中的威望影响。 关键词 :簇结构网络，突发事件，信息同步传播，演化模型 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 突发事件因其爆发前兆不明显、破坏性强及存在潜在次生衍生危害等复杂性，社会公众对其真伪度、可靠度在短期内难以明辨，更多地趋于对突发事件表现为一定程度的负面性认定 [ 1 ] ，极易造成突发事件信息在毫无预期的情况下实现叠加、组合等多重耦合交互，直接影响经济社会安定和稳定，如：传染病疫情爆发导致的民众“逃城”、舆论和谣言扩散形成的百姓“打砸抢”、金融危机传导引起的股价“同涨共跌”等现象。因此，研究突发事件信息传播过程中的同步化内在机制，把握其内在演变规律，对预测预警突发事件信息扩散具有重要作用。
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user: 2. 研究现状综述 Daley和Kendall提出的谣言传播D-K系列模型 [ 2 ] [ 3 ] ，为定量研究谣言传播提供了理论基础。此后，Fiona和Linda [ 4 ] ，Kazuki等 [ 5 ] 对D-K模型进行了不同程度的拓展和创新。近年来，国内外学者重点围绕运用SIR、SIS和SIRS等传染病模型研究突发事件信息传播动力学特性，成果显著 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。针对突发事件信息传播过程中的同步化问题，学术界针同样进行了探索性研究。Prashant [ 10 ] 研究了小世界网络中基于SIRS模型的传染病疫情突发事件同步传播行为。Moreno等 [ 11 ] 基于无标度网络研究了交通系统堵塞容忍限度。Alessandro等 [ 12 ] 基于OCR模型研究社会舆论突发事件在全耦合网络上的同步传播现象。Li和Stewart [ 13 ] 基于40个国家在1990年到2001年间的股票收益数据，对股价股价“同涨共跌”现象进行了实证分析。卞曰瑭等 [ 14 ] 基于投资者行为策略的近邻择优视角构建投资者羊群行为演化模型。何敏华等 [ 15 ] 基于BA无标度网络研究公共突发事件舆论和网络结构耦合关联的自适应论演化模型。 然而，考虑到现实中信息传播主体间的耦合关联，无论在全局还是局部都极易呈现出不同程度的非均衡性 [ 1 ] ，其对突发事件信息传播过程具有显著影响。突发事件爆发后，信息传播主体因对外部信息难以有效获知和处理，必然存在着带有盲目或冲动心态下的行为集聚和跟从，形成复杂网络中的簇结构。Liu和Hu [ 16 ] 研究了带有簇结构的复杂网络上流行病传播问题。Yan等 [ 17 ] 分析了含有簇结构的无标度网络的群落结构强度对疾病扩散同步行为的影响。Chen等 [ 18 ] 基于SIS分析了流行病在具有簇结构网络上的传播过程，发现重叠的两个簇中共有节点在疾病的传播中有着桥梁作用。Liu等 [ 19 ] 基于社会公众依赖的互联网渠道，研究了2011~2014年间关于渤海湾漏油事件的信息扩散中带有模块化特征的网络结构与热点信息扩散趋同中的关联影响。程寅钊等 [ 20 ] 通过建立具有簇结构的舆论传播模型，分析了在不同簇公关能力和观点领袖作用下统一意见的演进趋势引导作用。 综上所示，国内外学者对突发事件信息传播过程中的同步化问题，尤其对具有簇结构网络的突发事件信息同步传播特征进行了大量研究，然而已有成果大多以外生性网络和传染病模型相结合进行研究，具有一定的局限性。考虑到社会公众间的耦合关联和面对特定突发事件信息认知、处理的异质性，本文以“H7N9”突发事件为研究对象，运用基于熵的簇结构发现算法，系统分析此类突发事件信息传播网络簇结构特征；其次，基于观点变化率(OCR)模型 [ 21 ] ，构建簇结构网络的突发事件信息同步传播演化模型，通过模拟仿真研判簇结构网络的突发事件信息同步传播演化机制和规律，为政府提升应对突发事件管理水平和增强社会综合治理能力提供理论支撑。
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user: 3. 突发事件信息传播簇结构网络 突发事件爆发后，社会公众根据各自的主观判断和意愿，进行信息传播和扩散，从而演变为信息传播网络。以“H7N9”事件信息传播网络为基础，运用基于熵的簇结构发现算法，理论分析突发事件信息传播簇结构网络拓扑特征。 定义 为突发事件信息传播网络，其中：V为网络节点集合，E为网络连边集合。假设网络有N个节点，其中：子簇数为M，记为 ；初始时刻每个簇内节点数为 ，且有： 由此构建突发事件传播网络形成机制：(1) 簇内节点间以概率p连线，任意簇间节点以概率q连线，则簇i内的连边数为 ，簇i和簇j间的连边数是 ，由此获得网络期初的总边数： (2) 在网络形成中，每个时间步加入一个节点，假设其连接内部子簇节点个数为m，连接外部子簇节点个数为m’，且与每个簇内节点间以概率α增加连边，任意两个簇间的节点以概率β连边；(3) 经过t个时间步，当满足： 算法终止，生成带有簇结构的信息传播网络，输出网络邻接矩阵。同时，定义序参量 ，表示所生成传播网络的模块化程度。由此，对于具有簇结构的传播网络应满足 ；若 ，则所形成传络将演变为一般随机网络。 基于上述网络形成机制，运用模拟仿真方法，理论构建具有簇结构的复杂网络，并分析其拓扑结构特征。实验参数设定为：网络规模 、初始网络中每个簇含有节点数 、网络簇个数 、随机连接概率 。模拟仿真实验形成的突发事件信息传播网络拓扑结构如图1所示，图中任意两节点之间若存在连边说明相互间存在信息交互。 针对形成网络的邻接矩阵，计算网络平均路径长度 、聚类系数 、平均度 图1. 簇结构网络拓扑结构图 ，具体分布结构如图2和图3所示。由图可见，生成的簇结构网络在局部范围内呈现出度分布的幂律性，即突发事件信息传播网络结构具有显著的簇结构异质性特征。 基于上述分析，为更清晰识别簇结构网络的模块性采用Newman [ 22 ] 提出的算法对构建的网络进行聚类分析，通过不断合并网络节点来极大化网络模块评价Q函数，以获得网络簇结构的最佳划分。从单个节点组成的N组节点开始，在每一次迭代中合并存在连边的节点，而后能够让Q值增加最大或减少最小的两组节点，直至网络中仅剩单一子簇为止，最终输出网络簇的层次关系树状图，如图4。由图4可见，图中网络被分成6个子簇，这与网络构建期初设定的簇个数一致，表明理论构建的突发事件信簇结构息传播网络与实际传播网络结构基本一致，为后续研究奠定了理论基础。
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user: 4. 结论与展望 针对社会网络中存在的簇结构特征，以OCR观点扩散模型为基础，构建突发事件信息同步化传播模型，研究了簇结构网络下突发事件信息同步传播演化过程，并分别探讨了簇结构网络拓扑、网络节点耦合强度、传播主体信任水平和传播主体的初始观点等因素对信息同步传播过程的影响。研究发现：(1) 突发事件信息传播网络中的簇结构直接影响网络同步化进程；网络中簇间和簇内的同步化过程存在差异；传播主体的观点变化率在一定条件下能够趋于同步。(2) 簇结构突发事件信息传播网络中个体观点变化及其同步化行为与网络耦合强度成正比例；网络耦合强度越大，网络同步能力越强。(3) 信息传播网络规模越大，其不稳定性也相应增强，信息传播个体对非邻居节点的间接影响力也逐渐减弱，传播主体观点同步化水平降低。(4) 网络同步性和网络簇内同步性之间的关联性受网络模块化程度影响。网络模块度较大， 图14. 传播主体初始观点不同分布下的传播演进过程 图15. 传播主体观点单极演进过程 网络同步性与簇内同步性之间不存在明显相关性；网络模块度较小，网络同步性与簇内同步性之间趋于一致。(5) 突发事件信息传播速度和同步化过程受初始传播者和观点领袖意见分布影响。基于上述研究结论，监管应急部门可以在避免突发事件爆发初期虚假消息扩散，调节信息传播网络中敏感群体结构，强化信息传播网络中规模较大簇中传播主体行为的引导等方面，进行相关对策和措施的制定，实现理论研究结论对管理实践的支撑作用。
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user: 摘 要 本文提出一种基于耦合电感和三态开关单元有机结合思想的DC/DC变换器，采用两个耦合电感的一次绕组分别替代传统交错并联DC/DC变换器的两个分立电感，将耦合电感的二次绕组及其融合二极管和电容构成两个独立的倍压单元，实现了高电压增益，同时输入端采用交错并联，不仅减少开关管的电流应力，而且减小输入电流纹波。对其工作原理和性能特点分别进行了分析，结果表明该变换器具有输出电压高增益、低电压应力、低输入电流纹波。 关键词 :高增益，交错并联控制，耦合电感，低电流纹波 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 基于三态开关单元(Three-State Switching Cell)的传统两相交错并联DC/DC变换器可以增强功率等级，减小输入电流纹波，因此在不间断电源(UPS)、功率因数校正等不需较大升压变比的场合得到了广泛应用。已将其列入电力电子拓扑的一个重要基本架构，国内外许多学者把这种基本架构作为主要组成部分，提出和研究了多种特点各异、适用于不同场合、满足于不同性能要求和用途的高性能电路拓扑 [ 1 ] - [ 22 ] 。其中如何提高三态开关交错并联DC/DC变换器的电压增益，已成为电力电子技术的重要研究内容之一。 与单相高增益DC/DC变换器相同，若分别把开关电容或耦合电感引入到输入、输出端并联的DC/DC变换器中，可以提高输出电压增益，但这两种方法各有优缺点。单独使用开关电容的交错并联DC/DC变换器 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，可以降低开关管和二极管的电压应力，但其电压增益的进一步提高，通常依靠增加开关电容的级数来实现。每增加一级开关电容都包含多个二极管和电容元器件(至少一个二极管，一个电容)，如果要实现较高的电压增益则往往需要很多的器件数量，而且电压增益是以整数倍增加，其调节电压增益的灵活性受到限制。另外，当开关管导通瞬间，通常会出现一个电容通过开关管直接对另一个电容充电的现象，此时电容相当于短路，所以过冲电流现象比较严重，实际使用时必须加以限制。如果将耦合电感应用到输入端交错并联的三态开关DC/DC变换器中 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] ，不仅提高了变换器的输出电压增益，而且还增加了控制电压增益的灵活性，但耦合电感的漏感通常会引起开关电压尖峰，增大功率器件的电压应力等。将开关电容与耦合电感结合在一起 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，可以发挥各自优点和相互弥补不足之处，有些文献也提出了一些电路拓扑 [ 14 ] - [ 22 ] ，但还需要进一步探索系统性构造方法及其规律。 本文从传统三态开关交错并联DC/DC变换器的基本结构出发，将耦合电感和二极管电容同时融合到传统的交错并联DC/DC变换器中，构造基于三态开关单元与双耦合电感的新型输入端交错并联高增益DC/DC变换器。当开关导通时，电源直接作用的是耦合电感一次绕组，将双耦合电感的一次绕组分别替代传统交错并联DC/DC变换器的两个分立电感，将耦合电感的二次绕组与其融合二极管电容的衍生结构分别看作两个独立的倍压单元，应用到双耦合电感输入端交错并联三态开关DC/DC变换器中，进一步提出了一种新型高增益非隔离型DC/DC变换器拓扑，对该变换器的工作原理及特性进行了分析，该变换器具有输入输出电压变换比高，开关器件的电压和电流应力低，输入电流纹波低等特点。
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user: 2. 新型DC/DC变换器 2.1. 拓扑结构 基于三态开关单元的高增益DC/DC变换器拓扑结构如图1所示。耦合电感可以用励磁电感、理想变压器、漏感来等效，等效电路如图2所示。其中L 1 、L 2 是两个耦合电感，L m1 和L m2 是励磁电感，L k1 和 图1. 新型DC/DC变换器拓扑结构 图2. 新型DC/DC变换器等效电路 L k2 是漏感，D 1 、D 2 、D 3 、D O 为续流二极管，C 1 为箝位电容，C 2 、C 3 为储能电容，C o 为输出滤波电容，Q 1 、Q 2 是两只主开关管，采用交错控制，它们的驱动信号相差180˚相角。 2.2. 工作原理分析 为了简化分析，假设：(1) 所有半导体功率器件均为理想器件；(2) 两个耦合电感的所有参数完全一致，L m1 、L m2 分别为原边激磁电感，且 ；L k1 、L k2 分别为折算到原边的漏电感，且 ，两个耦合电感原、副边绕组的匝比 ；(3) 激磁电感的感值足够大，电路工作在连续状态。 一个工作周期内，电路共有8个工作模态。电路的主要波形如图3所示。稳定工作时，各模态下的等效电路如图4所示。 开关模态1[t 0 -t 1 ]：如图4(a)所示，在 时刻，功率开关管Q 1 和Q 2 处于导通状态，二极管D 1 、D 2 和D o 关断；耦合电感副边绕组的漏感电流通过二极管D 3 向电容C 3 充电，且i D3 近似线性减小。同时两个耦合电感的二次绕组反向串联连接所产生的等效漏感之和对流过D 3 的拖尾电流具有限制作用，可以实现该二极管的零电流关断，进而有效减小二极管的反向恢复损耗。原边漏感电流i L k 1 快速增加，漏 感电流i L k 2 以较快的速度线性减小。当漏感电流i L k 1 等于激磁电流i L m 1 时，该模态结束，此过程较短。 (1) 开关模态2[t 1 -t 2 ]：如图4(b)所示，在 时刻，功率开关管Q 1 、Q 2 继续导通，所有二极管均关断。励磁电感L m1 与L m2 、漏感L k1 与L k2 在输入电压V in 的作用下线性充电储能，其电流线性增加。由输出滤波电容C o 向负载提供能量。 图3. 工作于CCM模式的变换器关键工作波形 图4. 工作在CCM模式下的工作模态等效电路 (2) (3) 开关模态3[t 2 -t 3 ]：如图4(c)所示，在 时刻，关断功率开关管Q 2 ，Q 1 继续导通，二极管D o 导通，D 1 、D 2 和D 3 关断。输入电源继续对激磁电感L m1 和漏感L k1 充电，存储在磁化电感L m2 中的能量通过耦合电感副边和二极管D o 向负载提供能量，电容C 3 向负载放电，同时存储于漏感L k 2 中的能量通过二极管D 1 和Q 1 对电容C 1 充电。功率开关管Q 2 的漏源极电压被二极管D 1 钳位在V C1 ，有效抑制了开关管的关断电压尖峰。另外由于耦合感的作用，限制了对电容C 1 充电电流的过冲现象。 (4) (5) (6) (7) 开关模态4[t 3 -t 4 ]：如图4(d)所示，该模态中，功率开关管Q 1 持续导通，Q 2 持续关断。在 时，漏感L k2 的能量已释放完毕，二极管D 1 自然关断，因此大大减小了该二极管反向恢复问题。励磁电感L m2 所存储的能量仍然通过耦合电感的副边绕组和二极管D o 向负载传递能量，流过二极管D o 的电流近似线性下降。 (8) (9) 开关模态5[t 4 -t 5 ]：如图4(e)所示，在 时刻，开通功率开关管Q 2 ，漏感电流i Lk2 快速上升，由于两个耦合电感副边绕组的串联效应，漏感电流i Lk1 近似线性下降。耦合电感的副边绕组仍然通过D o 向负载传输能量；当漏感电流i Lk2 等于激磁电流i Lm2 时，该模态结束，此过程较短。 (10) 开关模态6[t 5 -t 6 ]：如图4(f)所示，该模态中，两个功率开关管同时处于导通状态，和开关模态2的工作状态相同。 开关模态7[t 6 -t 7 ]：如图4(g)所示，在 时刻，功率开关管Q 1 关断，储存在漏感L k 1 中的能量通过开关管Q 2 和二极管D 2 向电容C 2 充电，同时通过耦合电感副边绕组和二极管D 3 对电容C 3 充电。漏感电流i Lk1 近似线性下降，漏感电流i Lk2 在耦合电感副边绕组的串联效应下近似线性增加。功率开关管Q 1 的漏源极电压被二极管D 2 钳位在(V C2 -V C1 )。 (11) (12) (13) (14) (15) 开关模态8[t 7 -t 0 ’ ]：如图3(h)所示，在 时刻，由于漏感电流i Lk1 逐渐减小到零，二极管D 2 自然关断。输入电压通过漏感L k 2 与，通过耦合电感副边绕组和二极管D 3 对电容C 3 充电。 (16) (17) (18)
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user: 3. 稳态工作性能分析 3.1. 稳态电压增益 耦合电感的耦合系数k为 。 根据图4(b) 和图4(f)给出以下表达式： (19) 根据图4(c)给出以下表达式： (20) (21) (22) 根据图4(g)给出以下表达式： (23) (24) (25) 根据耦合电感的励磁电感L m1 、L m2 的伏秒平衡原理，可得到以下等式： (26) (27) 由式(25)、(26)、(27)得出： (28) (29) (30) 结合式(22)、(28)及(30)，推出变换器输出电压表达式为： (31) 变换器电压增益表达式为： (32) 当k = 1时，该变换器电压增益表达式为： (33) 图5给出新型变换器与文献 [ 1 ] [ 2 ] 中变换器的电压增益与占空比之间的关系。从图5中可以看出，新型变换器与文献 [ 1 ] [ 2 ] 中变换器的电压增益随占空比增加而增加，但在相同占空比下，文中新型变换器的电压增益明显高于文献 [ 1 ] [ 2 ] 中变换器的电压增益。 图6给出输出电压增益与不同参数之间的关系。图6(a)给出在耦合电感的变比N = 2下，输出电压增益与占空比及耦合系数k之间的关系。从图6(a)中可以看出，在占空比相同时，耦合系数对电压增益的影响不大。图6(b)给出在耦合系数k=1下，输出电压增益与占空比及耦合电感的变比N之间的关系。从图6(b)中可以看出，在占空比相同时，输出电压增益随耦合电感变比增大而大幅度增大。 3.2. 电压应力 如果忽略电容电压的纹波以及耦合电感的漏感，结合模态分析可以计算出功率开关管Q 1 、Q 2 及二极管D 1 、D 2 、D 3 、D o 的最大电压应力分别为： (34) 图5. 新型变换器及文献 [ 1 ] [ 2 ] 中变换器电压增益与占空比之间的关系 (35) (36) (37) 图7是功率器件的电压应力与耦合电感变比的关系，可以看出主开关管和二极管D 1 、D 2 的电压应力 图6. 电压增益与不同参数之间的关系 图7. 变换器功率器件的电压应力 随着匝比的增加快速减小，当匝比为1时主开关的电压应力仅为输出电压的1/5，D 1 、D 2 、D 3 的电压应力低于输出电压的2/5。尽管二极管D 3 和D o 的电压应力随着匝比的增加呈上升趋势，但不会超过输出电压。
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user: 4. 仿真分析 为了验证理论分析的正确性，应用Matlab软件对新型变换器进行仿真。仿真参数如下：输入电压V in = 10 V；输出电压V o = 100 V；输出功率P o = 500 W；开关频率f s 为20 kHz，占空比D = 0.6；耦合电感耦合系数k = 0.98；耦合电感的自感L 1 = L 2 = 60 μH，因此耦合电感的互感L m = 58.9 μH。 图8给出了新型变换器的仿真波形，图8(a)中分别为总输入电流、两个耦合电感原边电流的仿真波形。可以看出，尽管每条输入支路的电流纹波较大，但通过交错并联控制，变换器的总输入电流纹波得到了大大减小，提高了变换器的性能；图8(b)中分别为开关管Q的驱动波形及其对应的电压仿真波形，可以看出，当匝比为1时，开关管的电压应力近似等于输出电压V o 的1/5；图8(c)中分别为二极管D 1 、D 2 、D 3 、D o 的电压仿真波形，当匝比为1时，二极管D 1 、D 2 、D 3 上的电压应力近似等于输出电压V o 的 图8. 仿真波形 2/5，二极管D o 上的电压应力近似等于输出电压V o 的3/5；图8(d)中分别为二极管D 1 、D 2 、D 3 、D o 的电流仿真波形，可以看出二极管D 1 、D 2 实现零电流关断。仿真结果与上述理论分析一致，验证了该拓扑结构的正确性和有效性。 由理论分析和仿真结果表明，本文所提出的变换器既实现了较高的电压增益，有效降低了功率器件的电压应力，同时又继承了传统交错并联DC/DC变换器输入电流纹波小的优点，因此在低压、大电流输入，高电压输出的应用场合是一个可取的选择。
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user: 5. 结论 本文提出了一种基于三态开关的高增益DC/DC变换器拓扑，首先采用双耦合电感的一次绕组分别替代传统交错并联DC/DC变换器的两个分立电感，同时引入由耦合电感二次绕组串联后与开关电容一起构成的电压倍增单元，再与二极管–电容技术相结合，进一步提高了变换器电压增益。其次，输入端采用交错并联结构，减小了开关器件的电压应力，实现了电流扩容和纹波抑制。输出端采用一个二极管整流结构。从理论分析以及仿真结果，可以看到该变换器具有输出电压增益高、功率器件电压应力低、输入电流纹波低等优点，因此适合用在低压、大电流输入、高电压输出的应用场合。
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user: 摘 要 论文针对多列活塞式压缩机惯性力和力矩合成出现的问题，给出了惯性力合成时必须依据的准则，并以两列压缩机为例，详细介绍了惯性力和力矩的计算，为多列压缩机的计算提供了参考。 关键词 :活塞式压缩机，惯性力平衡，相位角 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 活塞式压缩机由于活塞速度周期性的变化必然会产生往复惯性力，而旋转质量不平衡也会引起旋转惯性力。在多列压缩机中，由于曲拐不在同一平面上，还会存在惯性力矩。这些惯性力和力矩如果在机器内部不能完全平衡，必然会传到机器外部，引起机器的振动。振动不仅会消耗能量，影响压缩机的正常工作，还会影响到仪器仪表的寿命以及导致基础及建筑物的损害。严重时会引起机器的共振，毁坏设备或缩短使用寿命。 文献 [ 1 ] [ 2 ] 分别对三列立式压缩机和对置三列压缩机惯性力及力矩平衡及计算进行了详细的分析与研究，并且采用空间几何图形对其离心惯性力及力矩进行了分析。文献 [ 4 ] 对四列氮氢气压缩机惯性力平衡进行了分析与计算。 但现有的压缩机惯性力的研究中，往往仅仅针对不同类型、不同结构进行惯性力平衡研究。而多列压缩机由于列数较多，且气缸之间的夹角 不同、各列曲柄之间的错角 不同、压缩机的旋转方向也不同，特别要使用空间图形表达离心惯性力及力矩的计算就显得更为复杂 [ 3 ] 。 惯性力计算中首先是各列的相位角难以确定，往往会在多列惯性力合力及合力矩分析中出现差错，特别在多列离心惯性力合力及合力矩的计算中又无法应用图形表达，所以给多列惯性力及力矩分析带来困惑。 本文针对多列往复惯性力、离心惯性力及力矩的特点，给出合成的规律，对于如何选取各列的相位角问题给出计算准则，特别对离心惯性力及力矩的合成给出计算方法。在活塞式压缩机中，由于多列切向力的合成方法与惯性力合成方法相同，所以此惯性力的合成方法也极易推广到多列压缩机切向力合成的计算中。
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user: 2. 多列惯性力合成的思路 压缩机惯性力的分析中，通常选取该列的外止点 时作为该列曲柄转角的起始点，气缸之间的夹角 和曲柄错角 的存在，使得多列压缩机各列在同一瞬时的惯性力存在一定的相位差，惯性力的合成是在同一瞬时各列不同相位角的合成，只有确定各列之间的相位差，才能准确计算出多列压缩机的合成惯性力。 根据以上各列惯性力的特点和各列之间的相位差，多列惯性力合成时应遵守以下准则： 1) 先选定基准列，可以选择任一列，但通常以远离驱动侧一端的第一列作为基准列； 2) 确定各列曲柄转角间的关系。各列曲柄转角均从本列气缸中心线开始顺曲轴旋转方向到本列曲柄该瞬时所在位置的角度，设某一瞬时基准列的曲柄转角为 ，同一瞬时其余各列相应的曲柄转角分别为 。由于各列处于同一瞬时合成，即相对于基准列，将各列曲柄转角 表示成基准列曲柄转角 的函数； 3) 确定往复惯性力的矢量方向。各列往复惯性力的方向均以本列指向外止点的方向作为正矢量方向，旋转惯性力沿着曲柄方向指向外为正矢量方向，并将各列的惯性力按此矢量方向合成。 本文以两列立式且曲柄错角 的压缩机为例，讨论惯性力与惯性力矩的合成，其多列压缩机惯性力及力矩的计算方法完全相同。图1表示了这种压缩机运动机构的简图： 图1. 两列立式曲柄错角为 运动机构简图
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user: 3. 惯性力的计算 根据牛顿定理，往复和旋转惯性力的一般表达式为： (1) 式中： -活塞运动加速度(m/s 2 )； 、 -分别为一阶和二阶往复惯性力(N)； -旋转惯性力(N)； -往复运动质量(kg)； -曲轴的回转半径(m)； -曲柄半径连杆比(即回转半径 与连杆长度 的比值)； -曲轴的转角(˚)； -曲轴的旋转角速度(1/s)； 在压缩机作用的分析计算中，一般规定使连杆受拉的力为正，受压为负。曲柄承受拉力为正，否则为负，这样式(1)中符号不再考虑。 根据式(1)，当两列的曲柄夹角 时，二列的往复运动质量分别为 和 ，而旋转质量为 和 ，由相位角确定准则，取第一列为基准列，其曲柄的转角为 ，则同一瞬时第二列曲柄转角为 ，第二列与第一列转角之间的函数关系为 ，则各列的一、二阶惯性力分别为 第一列 (2) (3) (4) 第二列 (5) (6) (7) 将二列往复惯性力分别转化到质心平面 ，取二列的往复和旋转质量相同，即 ； ，其列间距 ，得到一、二阶往复惯性力的合力和合力矩： 由式(2)和式(5)，两列一阶往复惯性力的合力为 (8) 由式(3)和式(6)，两列二阶往复惯性力的合力为 (9) (10) (11) 而两列的旋转惯性力的相位角相差90˚，按照矢量合成的法则，旋转惯性力合力为 (12) 式中： —各列沿气缸中心线方向(垂直方向)的分力，其值为 —各列垂直于气缸中心线方向(水平方向)的分力，其值为 旋转惯性力的合力为 (13) 旋转惯性的合力与Y轴的夹角 为 (14) 上式说明，此种结构的旋转惯性力的合力与Y轴的夹角恒较第一列曲柄超前45 0 。 对于旋转惯性力矩，则先将每列的旋转惯性力投影到垂直轴Y和水平轴X，再对几何中心(S-S)求矩，两列分别在质心平面的两侧，即旋转惯性力的合力矩为： 在垂直平面内的旋转惯性力矩为 (15) 在水平面内的旋转惯性力力矩为 (16) 旋转惯性力的合力矩为 (17) 合力矩 与垂直轴(气缸中心线平面内)的夹角为 (18) 由此可见，对于两列立式且曲柄错角 的压缩机，其一阶往复惯性力和力矩以及二阶往复惯性力矩均无法平衡；二阶往复惯性力能自动平衡；旋转惯性力 和旋转惯性力矩 均为定值，其方向分别恒位于第1列曲柄超前和落后45 0 ，即在曲轴上加装平衡重即可平衡旋转惯性力和旋转惯性力矩。一阶往复惯性力和惯性力矩以及二阶往复惯性力矩均是随曲柄的转角周期性的变化，采用简单的方法无法平衡，由此可见，这种结构形式的压缩机惯性力平衡较差。