煤矿机电设备中变频器控制技术的应用分析
煤矿机电设备变频调控技术的应用

煤矿机电设备变频调控技术的应用【摘要】随着我国经济的发展,科学技术也在不断的进步,变频调控技术也广泛的应用到了我国的煤矿企业中,这不仅仅改善了恶劣的煤矿企业生产环境,同时也达到了提高生产效率的目的,其拥有的节能效果,在一定的程度上大大的减少了我国煤炭企业生产的成本,并提高了我国煤矿在市场中的竞争力。
所以,在煤矿企业中对变频调控技术的加强,具有了一定的现实意义。
本文从变频调控技术应用的原理出发,重点阐述在煤矿机电设备中变频调控技术应用的情况。
【关键词】变频调控技术煤矿机电设备随着国内科学技术的不断发展,变频调控技术大量的使用在煤矿机电设备中,这不仅改善了煤矿企业生产环境,同时也达到了提高生产效率的目的,变频调控技术在技术上的突破性发展,是在多种基础技术的结合下产生的,但与此同时又高于基础技术,但又是根据这些基础技术衍生出来的新技术。
因此,本文从变频调控技术应用的原理出发,重点的阐述在煤矿机电设备中变频调控技术的应用。
1 变频调控技术应用的原理变频调控技术是指:计算机技术、大功率输出技术、自动化控制技术和电子技术等综合的应用,并且也会随着这些技术的不断发展而更加的完善。
变频调控技术应用的原理同时也涉及到了电机转动和微机技术,且集合了这些技术的特点,因此变频调控技术应用的原理不能单独的探讨调控技术。
变频调控技术是属于强弱电的混合及机电一体化的综合性技术,变频调控技术是根据电力半导体的技术,控制工频电源中产生的频率进行转换的装置,其工作原理,主要利用了整流桥对工频电流中产生直流电压和交流电压之间进行转换,进而使交流电机在驱动电源经过逆变器的时候,可以实现频率和电压双向的调节。
所以,变频控制技术可以说是不具有附加的转差损耗高效率的调速方式。
2 煤矿机电设备变频调控技术的应用我国的煤矿行业是传统型企业,因此过于陈旧的机械设备已经不能适应我国煤矿行业的快速发展,所以就必须要进行机械设备技术上的更新。
本文从矿井提升机、井下绞车、主通风机和皮带机这四个方面进行对煤矿机电设备变频调控技术的应用情况进行具体分析。
对煤矿机电设备变频控制技术应用与探讨

对煤矿机电设备变频控制技术应用与探讨摘要:变频技术在煤矿矿区地面和井下的提升、通风、采煤、运输、选煤等各种矿山设备控制系统得到了广泛的应用,具有明显的节能效果和优越的调节性能。
本文对变频技术的基本原理和发展进行了阐述,对变频器煤矿机电设备中的应用进行了分析研究。
关键词:机电设备变频技术节能随着电子技术、计算机技术、自动控制技术、大功率输出技术的迅速发展,交流电机变频调速技术取得了突破性的进步,成为当今节电和改善环境、推动技术进步的一种主要手段,已成为一种必然的发展趋势。
众所周知,煤炭企业是耗电大户,其电耗成本占其生产成本相当大的比例,其中通风、提升、压气、排水等设备的电能消耗占总能耗2/3以上,但是有很大一部分电能是白白浪费掉的。
明显的节能效果和优越的调节性能,使变频节能技术在我国矿山中的应用越来越广泛,技术也越来越成熟。
1、变频技术原理及发展交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用,是强弱电混合、机电一体的综合性技术。
其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压,再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源,使电动机获得无级调速所需的电压和电流,是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。
变频调速技术之所以在能源危机中应运而生,就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速,从而大幅度提高工作效率。
2、变频技术在煤矿机电设备中应用2.1 在矿井提升机的应用矿井的提升机担负着输送物料和人员的重要任务,是矿井生产四大运转部件中特别重要的设备。
其传统的调速控制方法是采用在电动机转子电路内接入金属电阻,用鼓形控制器或接触器切除电阻来达到调速的目的。
这些控制装置的缺点是:电阻能耗大、散热难以解决;电阻调速属于有级调速,开环控制,调速范围小、精度低、安全性能差;在减速段和下放时需投切动力制动直流电源或低频电源,易造成设备损坏,且浪费了大量的电能。
煤矿机电设备中变频节能技术的应用研讨

变频技术和煤矿机电设备,能够结合工况调整供电频率, 实现对设备实际运行速度的控制。同时,在变频技术的 作用下,能够转换供电电源,将 50Hz 工频交流电变成 直流电源,在逆变器中导入直流电源后,就能够输出机 电设备所需的工作电压。另外,通过对应传感器和运算 单元,能够对设备运行参数进行收集,然后生成一个控 制信号,进而调控逆变器输出电源,再利用三相逆变器 把直流电转化成三相交流电,进而让机电设备能够实现 低功耗运转。
为了从根本上将煤矿作业质量提高,便要求很多煤 矿企业在升级改造机电设备后,都会合理制定这一类设 备的维护方案,并将设备型号和历史运行数据联系起来, 经常维护设备。为确保变频设备处于正常运行状态,需 在长期运行前做好相应调试工作。而当设备正在运行时, 需制定小组巡查工作制度,用于记录和分析整体变频控 制情况,以确保设备的稳定运行。本文就机电设备维护 提出了以下几点意见。
China Plant Engineering
2 煤矿机电设备中变频节能技术的应用途径分析 2.1 在提升机中的应用
煤矿生产过程中提升机的运用十分频繁,同时也是 煤矿生产流程中不可或缺的一部分,所以调整提升机设 备具有重大意义。因为提升机运行过程中,其没有始终 处于满负荷运行状态,比如,把井下开采的煤矿资源运 送到井上时,提升机一般会处于满载状态,若提升机需 再次进入井下,准备后续资源提升,提升机便不会装任 何东西,当提升机能耗和满载保持相同时,则会浪费能 源。为了解决以上问题,需重视对变频节能技术的运用。 具体应用中,可选用高压变频变速自动控制系统与 PLC 控制系统:首先,在设计提升机电子控制系统时,针对 高压变频变速自动控制,采取模块串联多脉冲信号动能 回馈型四象限高压变频自动控制。同时,高压主电源电 路和低压控制回路的通信,采取光纤传输激光焊接,以 此保障能够信赖电防护特性,并提高系统抗干扰性;其 次,提升机电气设备自动控制系统可通过 PLC 控制,实 现部位操纵、速率操纵等,符合电磁兼容测试性的技术 标准,进而在降低提升机能耗和运输成本的基础上,远 程控制设备。 2.2 在胶带输送机上的应用
变频控制技术在煤矿机电设备中的应用探讨

变 频控制 技术 的应 用主要依靠 变频器 , 它的 核心是通过 使用半导 体元件 将 输入 的工频交 流 电转换 成 电压 和 电流 都可 以控 制的交流 电。 变 频器工 作过程 是 先将 频率及 电压固定 交流 电转 换成直 流 电, 在将转 换的直流 电转换成 电压和 频 率均 可调 的交流 电, 其 中频 率及 电压固定 交流 电转 换生直流 电是通过 使用整 流 器 的转换 作用 实现 的 , 最 后输 出的 电流是频 率及 电压 均可控 制的直 流 电。 变 频 器 的主要 构 成是 由整 流器 、 直 流控 制 端 、 电流 逆变 器 、 电流控 制等 功能 部件 组 成。 变 频器 的整理器 采用 的是 三相桥 式不 可控整 流器 , 直 流控 制部件 的功 能特 点 是缓 冲 无 功 功率 、 储 存直 流 电的 能量 、 实 现滤 波 等 , 电流 逆 变器 采 用 的 是 I G B T ̄相 桥式逆 变器 , 输 出端 的 频率 、 电压 可控 的交 流 电流的 波形是 P WM波 形, 脉冲 宽度调 制技术是 变频器 的另一 项核心技 术 。 变 频调速 装置 因为 其高效 、 可靠的性 能 , 不 断在煤 矿开 采行业 中得 到广泛 的应用 , 其 在冶 金 、 石 油化 工 、 石
应 用 技 术
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C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
变频 控 制 技 术 在 煤矿 机 电设备 中 的 应 用探 讨
高 艳平
( 陕 西 陕煤澄 合矿 业有 限公司 王村 煤矿 斜 井 陕西 渭南 7 1 5 2 0 0 )
矿山机电设备变频控制技术论文

浅析矿山机电设备变频控制技术【摘要】变频控制技术凭借其优越的调节性能,在矿山的地面和井下的提升、通风、采矿、运输、选择等各种矿山机电设备控制系统中得到广泛的应用。
本文首先针对变频控制技术基本原理进行概述,然后再详细阐明变频控制技术在矿山机电设备当中实践应用。
【关键词】变频控制;矿山机电;节能0.引言随着国内计算机技术、电子信息技术、自动化控制技术、大功率输出技术的迅猛发展,机电设备变频技术同样也得到了突破性的进展,而当今推崇的节约型、环保型社会,正是需要这样的技术支持。
众所周知,对于采矿业而言,采矿时机电设备耗能比例相当大,这无疑给人类、环境都带来了巨大的压力,其中通风、提升、压气等设备损耗的电能,有很大一部分都是白白浪费掉的。
变频控制技术的出现,在很大程度上解决了节能的问题,随着矿山矿业持续发展,此项技术的应用也越为广泛起来。
1.变频控制技术原理及其发展交流变频调速技术是包含了电力电子技术、点击传动技术、微机技术的综合型应用,是结合机电与强弱电混合的综合型技术。
其实质是采用电力半导体器件通断作用将工频电源变换成为其他频率的电能控制装置,而基本原理是通过整理将工频交流电压转换为直流电压,再通过逆变器改变为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动能源,使得电动机得到无级调速的电压与电流,是一种无附加损耗的有效调速方式之一。
变频调速技术能根据电机负载的变化来实现自动、平滑的增减速,使得工作效率大幅度提高,因此此项技术在能源危机中产生并不断发展。
随后在功率器件上更换了gtr、igbt,同时经一部发展成为智能功率模块。
在控制技术上,压频比控制方式取得了很大的改进,在实际变频器中矢量控制和转矩直接控制方式的到了广泛的应用,并同时开发出了模糊自动化控制、人工神经网络等新的研究方向。
调速系统集成化程度越来越高,产生了精简指令集计算机、数字信号处理器、高级专用集成电路等单片机。
特别是随着变频器不断综合化,在功能上不仅完成了基本调速功能,而且还通过内置设备而具有了参数辨识、可通信、可编程序等功能。
浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用(1)

浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用作者:张昆鹏来源:《中国科技纵横》2013年第20期【摘要】本文首先介绍了变频控制技术原理,其次阐述了变频技术的发展和变频控制技术在煤矿生产中的重要性,重点论述变频技术在煤矿机电设备中的应用,随着变频技术在煤矿机电设备中的应用逐渐成熟,煤矿设备的操作性、可靠性和节能性得到了不同程度的提升,对煤矿企业的生产运行效率起到了极大的促进作用。
【关键词】煤矿生产机电设备变频技术节能1 变频控制技术原理变频控制技术是一种涉及到计算机技术、电力电子技术及电机传动技术等技术的综合性技术门类,在机械设备的运行和强弱电的控制中得到了广泛的应用。
变频控制技术的工作原理如下:(1)工频电流信号通过半导体元件时转换成其他的频率;(2)将转换成的工频交流电转换成直流电;(3)利用逆变器控制和调节电流和电压,使机电设备处于无极调速的状态。
煤矿机电中,为了实现对机电设备及电机转速的控制,就需要应用变频控制技术,利用电流频率与电机转速之间的同步增长关系来实现。
此外,煤矿机电对于变频控制技术的应用,具有很多优点,如设备平稳运行、速度控制自动化、设备工作效率高、能耗低等优点。
2 变频控制技术的发展近年来,由于现代科学技术的飞速发展,尤其是电子信息技术的日益成熟,推动着变频控制技术的实践应用和理论研究,使变频控制技术取得了长足的进步和质的突破,带来了可观的社会效益和经济效益。
智能控制模块在变频控制技术中的应用及网络技术和自动化控制对变频控制技术的辅助作用,使变频控制技术的集成化程度不断提高,控制功能和控制方式得到更深层、更广泛的拓展,极大地提高了生产活动的综合化水平,使变频控制技术的应用空间更为广阔。
正是由于变频控制技术的这些优点,对于节能减排领域具有重要的意义,越来越多的行业领域和生产企业都开始尝试对变频控制技术的应用,以实现对机电设备及电机转速的控制。
3 变频控制技术在煤矿生产中的重要性随着我国经济的高速发展,工业生产规模不断扩大,社会对于能源的需求量持续的增长,虽然国内外各种因素对能源分布造成很大影响,我国对于能源的需求量处于平稳的态势,但是我国以煤炭为主要能源的状况在长期内不会改变,因此煤炭在我国国民经济中具有不可替代的作用。
浅析变频控制技术在煤矿机电设备中的应用

变频节能技术在煤矿机电设备中的应用

变频节能技术在煤矿机电设备中的应用摘要:变频节能技术的使用能够有效地降低能源的消耗,进而逐步的提升设备使用的效率。
通过实际案例的分析,我们能够发现变频器的使用能够降低电机设备中电流的频率,通过在风机中的使用,能够明显的节省大量的电能。
同时,对于煤矿厂中的设备进行变频节能技术的改造,对球磨机传统传送方式的分析以及数据的分析,在球磨机设备上加入变频节能调节器,能够提升球磨机运行的效率,进而达到节约能耗的效果。
关键词:变频节能技术;煤矿机电;设备;应用1煤矿机电设备中的变频节能技术特点变频技术作为一项先进的节能技术,通常使用变频器将半导体器件中的效能改变交流电源中的频率,进而在一定程度上达到节能的效果。
这需要相关的技术人员将已经测定好的频率转化成正常的频率,并通过某种步骤的操作,能够达到降低设备的能源消耗。
目前,煤矿行业使用的变频节能技术主要是由逆变器、电流控制部分以及直流三个方面构成,利用定子频率的改变进而有效地调节异步电动机的转动速度。
由于异步电动机的转速与频率呈现正比例关系,因此,只针对交流电源中的频率调整就能够将发动机的转速改变。
同时,整流器也会将交流电流转换为直流电流,进而再将其转换为交流电流,这时的交流电流在频率和电压值上会发生一定的改变。
并且通过将电流输入到电动机内,最终达到控制电动机转速的目的。
现阶段,不少煤矿在使用提升机时,会采用变频技术提高提升机的各方面性能,其在使用过程中,节能效果也是显而易见的。
而本文提出将变频节能技术应用到煤矿的提升机中,进一步达到节能增效的作用。
变频节能技术在提升机上的使用,主要是利用三相异步电机、提升机设备、转换器等多种结构共同进行远程监控和节能运行的操作。
在变频节能技术中,三相异步电动机主要是在带式输送机固有参数的基础上实行的。
例如以带式输送机传送煤料为例,假设煤料的运输距离L为4.4m,滚筒的半径Rd设置为255mm,托辊组的槽角λ设置为40o,传送带的宽B设置为800mm,在机电传送带运输过程中,最高速度v能够达到2.0m/s。
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煤矿机电设备中变频器控制技术的应用分析
摘要:论述了变频器控制技术的基本工作原理, 对煤矿企业可以用变频器控制技术进行改革的设备进行了分析, 包括皮带机、通风机、矿井提升等, 旨在通过研究, 为矿井的生产带来更高的生产效率, 为保障矿井工人的生命安全提供借鉴。
关键词:煤矿; 机电设备; 变频器控制;
引言
通过对最近几年煤炭行业的发展进行研究, 可以看出虽然煤炭的价格有所下降, 煤炭产能过剩, 但是在开采过程中的一些设备是在逐渐升级的, 新技术、新手段也开始得到了越来越广泛的应用。
和传统煤炭机电设备相比, 应用变频技术的新型
设备有高效、节能等优势, 在提升工作效率上效果显著。
1 变频控制技术
当前, 对新型控制方式进行研究, 成为新时期发展的主要趋势, 尤其是人工神经网络和模糊自优化。
随着调速系统集成度的不断提升, 一些变频器的基本调速也
增加了参数分辨、通信以及编程等各个功能[1]。
变频器控制技术是一种微机技术, 基于电力电子技术、电机传动技术的使用,
实现了强弱电的结合。
变频器控制技术的使用, 是在电力半导体器件通断的同时, 对工频电源进行转换, 保证能实现另一个频率的电能控制装置。
在实际工作中, 基于整流桥, 将工频交流电压变为直流电压, 并利用逆变器对其转换, 其中的电压也可以进行调节, 保证电动机的电压、电流满足使用需要。
变频器控制技术是根据电
机负载的实际变化对其自动平滑、增速、减速等, 能保证工作效率的稳定提升。
2 变频器控制技术在皮带机中的应用
皮带机的功率较大, 其工作原理是将绕线电机经过转子绕组降压起动后进行工频实施, 并借助于液力耦合器使得皮带机切换到正常的工作状态。
在整个工作的
过程当中, 如果通过转子的串接能够实现电阻的改变, 皮带机的使用只能限于很短的时间范围内。
如果皮带的韧性较差, 长时间的运转之后, 皮带就会出现老化甚至是断裂的情况。
皮带机启动的过程中会有很大的电流, 电机内部会发烫甚至导致
电网电压的剧烈波动。
液力耦合器工作的过程中, 内部油温会迅速升高, 加大内部器件之间的摩擦, 这些问题都会使维护成本和维护难度加大, 功率难以同步也是潜在的问题之一。
借
助于变频器调速技术, 就能够改变传输机软起、软停的运行方式, 皮带机的韧性也会进一步得到稳定。
变频器调速技术还能够根据自身负荷调节工作频率, 为电机
的恒速运行奠定了基础, 提高了运行的安全性。
通过实践可以看出, 皮带机中运用变频技术为工作效率的提升打下了基础, 系统功率改善程度达到90%以上, 还能够减少设备的损坏程度, 从而减少了维修的费用。
3 变频控制技术在煤矿机电设备中的应用
变频器控制技术在煤矿机电设备中的使用, 具备较强的适应性和更大范围, 也
能促进煤矿的网络化进步。
煤炭开采期间, 工作环境更复杂, 所以, 需要为其配备更专业的变频器[3]。
3.1 在皮带机中的应用
皮带机功率与其他部件相比更大, 在皮带机工作期间, 需要绕线电机在转子绕
组降压后, 实现工频, 并使用液力耦合器对皮带机进行切换, 保证能在整体上维护其运行。
皮带机在这种状态下, 当发现转子存在串接现象的时候, 可以实现电阻改善转矩。
但是, 该方法的利用, 容易使皮带机在较短的时间内运行。
因为皮带机韧性
比较差, 在长期不断运行下, 将产生较大电流, 其内部发热、发烫, 给电网电压也造成剧烈波动, 皮带将产生老化以及断裂等现象。
同时, 受液力耦合器的影响, 其内部油温也会不断提升, 不仅增加了部件的摩擦程度, 也增加了维护、维修成本, 其功率也无法同步。
变频器控制技术的使用, 能抑制软起、软停等不稳定现象, 皮带机设备可以根据自身承载的负荷, 对工作频率、力矩进行调节和改善, 保证皮带机能稳定运行, 达到节能高效的目的。
3.2 在提升机中的应用
传统方式下, 提升机调速是基于金属电阻来维护运行的, 切除接触器和控制器的电阻, 实现调速工作。
但是, 该方法存在散热状况不好、电阻消耗较多等不足。
电阻具备的调速范围也比较小, 在整体上影响精确度。
当在煤矿生产中, 对提升机进行调速下放的时候, 要对直流电源、低频电源进行调节, 但该方法会增加设备的损害程度, 也会导致电能损耗更高。
所以, 在矿井中使用提升机过程中, 既能达到减速的目的, 也能维护其稳定性, 以促使其安全和系统性能的提升。
3.3 在采煤机中的应用
当前, 采煤机变频调速工作存在明显的滞后性。
我国采煤机具备的最大功率为220k W, 变频器电压为380V, 能够在额定转速下实现采煤机的调整工作。
并且, 基于四象限变频调速器, 也能使采煤机在更稳定的环境下工作, 实现速度和运转工作的智能化发展, 避免滑车、溜车等现象。
3.4 在通风机中的应用
通风在煤矿的开采过程中有着重要的意义, 不仅关系着井下开采人员的生命安全, 同时也是煤矿开采企业能够长远发展的保证。
井下开采作业的过程中通常会采用通风机, 这样才能保证井下作业人员的生命安全, 通风机也通常被称作煤矿开采行业的“呼吸系统”[4]。
随着煤矿开采深度的逐渐增加, 煤矿开采时所在的地理位置的风压也会越来越大, 对于通风机的功率要求也会越来越高。
如何让通风机的功率越来越大, 已经成为许多煤矿企业考虑的重要议题。
在矿山的作业过程中, 将变频技术应用到通风设备当中, 能够根据实际情况改变风量的大小, 由于该技术低能耗的特点, 被广泛应用到设备当中。
经过改造之后的通风机可以借助变频器技术, 实现变频软启动工作, 避免了启动过程中的电流过大, 对电网造成冲击, 导致危险事故的发生。
通常情况下, 通风机会以较低的速度运行, 通风的强度会受到很好的控制, 随着通风机使用时间的延长, 维修的次数会越来越少。
在电机的使用过程中, 为确保电机转速的一致性, 要对两台电机运行频率进行控制, 避免出现风阻值的情况, 否则会使得通风机因为受到影响而无法运作。
3.5变频器控制技术在矿井提升中的应用
在煤矿的生产过程中, 工作人员和物资产品需要提升机才能够得以实现。
传统提升机的工作原理是借助于金属电阻让电动机运作起来, 通过接触器和鼓型控制器来对电阻进行切除以达到调速的目的。
但是这样的方法仍然存在一些不足之处, 如散热条件不好、电阻消耗电量大等, 电阻的调速范围比较狭窄, 也会使得精确度有一个较大的折扣。
需要注意的是, 在矿井提升机提升与下放的过程中, 直流电源或者低频电源需要动力才能够产生, 进而对设备造成损坏, 还会使得电能的消耗过高, 不利于煤矿企业的生产过程, 还会埋藏一系列的安全隐患。
变频器控制技术应用于矿井的提升当中, 会使得提升过程中更加稳定, 也会给
安全性带来一定的保障。
4 变频器控制技术在煤炭产业的应用展望
现在变频器控制技术仍然在发展的过程当中, 因此, 变频器控制技术在煤矿机
电设备中的应用也会不断进步和完善。
需要强调的是, 变频器控制技术并没有在
我国的所有煤矿开采企业中得到普及, 除了一些比较大的煤矿开采企业之外, 众多中小型煤矿企业并没有应用这样的技术。
变频器控制技术在我国的煤矿机电设备当中仍然具有较大的发展空间, 具体可以从以下几个方面入手进行仔细的考量。
1) 需求量比较大。
我国的煤炭行业是比较发达的, 甚至已经达到了产能过剩的状态。
我国有着数量众多的中小型煤炭开采企业, 如果对于这些公司进行简单的
变革, 或者引入变频器技术, 那么广阔的市场必定使变频器技术得到进一步发展。
2) 扩大适用范围。
如果在变频器行业进行创新, 生产出不同种类的变频器产品, 就能够实现煤矿开采过程中与不同机电设备匹配的型号, 变频器技术的推广空间
会更加广阔。
3) 重视多功能方面的发展。
随着电子技术的不断深入发展, 变频器控制与使用技术也在朝着多功能方向发展。
而不断的推广, 更使得变频器控制技术成为煤矿
网络化管理中的关键模块。
总结
将变频器控制技术应用到煤矿设备中, 不仅能为企业发展提供便利条件, 也能
维护整体的安全、可靠及进步。
参考文献
[1]陈利文.煤矿机电设备中变频器控制技术的应用[J].能源与节能, 2016, (3) :76-77.
[2]刘亚军.变频控制技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].矿业装备, 2014, (7) :98-99.
[3]朱晓东.电气控制系统在煤矿机电设备中的应用与改进[J].科技展望, 2016, 26 (31) :125.。