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一种双向升降压五桥臂DC-DC变换器

电力自动化设备 2024年

作者：袁义生刘伟华东交通大学电气与自动化工程学院

为了提升宽电池电压下双向DC-DC变换器的工作效率，提出一种双向都可以升降压工作的DC-DC变换器。该变换器仅在传统的LLC谐振型双向DC-DC变换器上增加一组Boost桥臂，通过提出的调制方法，形成了多种工作模式，拓宽了电压增益范围，并... 详细信息

为了提升宽电池电压下双向DC-DC变换器的工作效率，提出一种双向都可以升降压工作的DC-DC变换器。该变换器仅在传统的LLC谐振型双向DC-DC变换器上增加一组Boost桥臂，通过提出的调制方法，形成了多种工作模式，拓宽了电压增益范围，并减小了开关频率工作范围，简化了磁性元件的设计。变换器采用PWM-PFM调制，电池放电时有中、高2种电压增益模式，对电池充电时有低、中、高3种电压增益模式，所有模式中均可实现全负载范围内的软开关状态。对各模式的工作原理、增益公式推导进行了详细的描述。最后以对40～120 V蓄电池充放电应用为对象，给出变换器设计和控制方法，并搭建了相应参数的实验样机。实验结果验证了该变换器分析的有效性和正确性。

关键词：双向DC-DC变换器宽范围多模式谐振软开关

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滚动轴承打滑研究综述与展望

机械强度 2024年第2期46卷 484-496页

作者：涂文兵张桂源袁晓文罗丫王佳明王浩华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013

伴随旋转机械系统向高转速、高精度和高可靠性发展,滚动轴承作为基础零部件之一是旋转机械系统非常重要的组成部分。而轴承打滑行为严重影响了旋转机械系统的稳定性、运行精度和服役寿命,因此针对滚动轴承打滑特性及运动机制的研究已成... 详细信息

伴随旋转机械系统向高转速、高精度和高可靠性发展,滚动轴承作为基础零部件之一是旋转机械系统非常重要的组成部分。而轴承打滑行为严重影响了旋转机械系统的稳定性、运行精度和服役寿命,因此针对滚动轴承打滑特性及运动机制的研究已成为国内外学者讨论的热点话题。研究工作介绍了滚动轴承的打滑运动机制以及损伤形式,详细总结了滚动轴承打滑的研究方法以及滚动轴承的打滑因素。最后,针对滚动轴承打滑特性的研究方法(试验法、动力学仿真)和打滑因素(工况、结构、装配参数以及故障轴承)的研究现状、不足及未来发展方向进行了探讨。

关键词：滚动轴承打滑试验法动力学打滑因素

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千枚岩复合改良土单轴压缩力学特性

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 171-180页

作者：赵秀绍程安赵林浩邓琪周志杰饶江龙华东交通大学江西省地下空间技术开发工程研究中心江西南昌330013 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013

针对千枚岩土作为路基填料强度不足的问题,提出一种水泥与红黏土联合改良千枚岩土的方法,通过无侧限抗压强度试验,研究了水泥与红黏土复合改良千枚岩土浸水与不浸水试样的应力-应变曲线,分析了无侧限抗压强度与变形模量随红黏土掺和比... 详细信息

针对千枚岩土作为路基填料强度不足的问题,提出一种水泥与红黏土联合改良千枚岩土的方法,通过无侧限抗压强度试验,研究了水泥与红黏土复合改良千枚岩土浸水与不浸水试样的应力-应变曲线,分析了无侧限抗压强度与变形模量随红黏土掺和比与水泥掺量的变化趋势。试验结果表明:随着红黏土掺和比的增大,当水泥掺量为0时,红黏土改良千枚岩土的应力-应变曲线为典型的弹塑性特征,而当水泥掺量不为0时,复合改良土的应力-应变曲线近似表现为线弹性特征,红黏土改良千枚岩土与复合改良土的无侧限抗压强度与变形模量均增大;在浸水条件下,红黏土改良千枚岩土试样发生崩解导致无侧限抗压强度和变形模量降低至0,复合改良土无侧限抗压强度和变形模量减小,水泥掺量分别为3%与5%时,软化系数分别为0.45~0.62与0.71~0.93,因此,复合改良土水稳性更优;水泥与红黏土复合改良千枚岩土时,无侧限抗压强度增加幅度大于水泥与红黏土单独改良增幅之和,实现了“1+1>2”的改良效果,即协同作用,因此,宜采用复合改良方案改良千枚岩土;水泥掺量为3%与红黏土掺和比为20%可以作为满足规范350 kPa强度要求的经济复合改良方案,为了增强水稳定性、快速填筑和协同作用的充分发挥,可以考虑水泥掺量为5%与红黏土掺和比为40%的复合改良方案。

关键词：铁路路基千枚岩土力学特性复合改良协同改良

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基于多种群遗传算法的多电平逆变器输出电压THD最小化调制策略

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高电压技术 2024年

作者：叶满园凌袁学肖兆军罗振远陶振宇华东交通大学电气与自动化工程学院

多电平逆变器具有低谐波含量，电磁干扰小，高压大容量，输出波形质量好等特点，被广泛用于中高压大功率系统当中。特定谐波消除技术SHEPWM是在多电平逆变器中的一种常用开关策略，相比于高频调制，SHEPWM技术能够消除某特定次谐波，而... 详细信息

多电平逆变器具有低谐波含量，电磁干扰小，高压大容量，输出波形质量好等特点，被广泛用于中高压大功率系统当中。特定谐波消除技术SHEPWM是在多电平逆变器中的一种常用开关策略，相比于高频调制，SHEPWM技术能够消除某特定次谐波，而且具有更低的开关频率和开关损耗等优点。本文针对传统SHEPWM技术中THD不能达到最优的问题，推导出了输出电压谐波总含量的解析表达式，并采用多种群遗传算法对解析表达式进行求解，在得到最优开关角度的同时求出全调制度下输出电压的最小THD值。文中以三单元7电平级联H桥为例，给出了THD解析式模型及其开关角度轨迹图，和传统多波段SHE进行了对比，发现谐波总含量THD得到很大程度上的降低，同时也解决了其存在电流倒灌的问题。仿真分析和实验结果验证了方法的可行性和优势。

关键词：多电平逆变器遗传算法总谐波失真(THD) THD最小化电流倒灌低频调制

纳米MnO_(2)炭基复合材料的制备及吸附去除水中La(Ⅲ)离子性能研究

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安全与环境学报 2024年第6期24卷 2356-2369页

作者：邹成龙吴群徐志威聂发辉华东交通大学土木建筑学院南昌330013

稀土是一种珍贵的战略资源,但其开发冶炼过程会产生大量废水并造成严重的环境污染,因此如何高效吸附去除废水中稀土离子被大量研究。通过共沉淀法将纳米MnO_(2)负载至生物炭(Biochar, BC)表面,得到纳米MnO_(2)炭基复合材料(Nano-MnO_(2)... 详细信息

稀土是一种珍贵的战略资源,但其开发冶炼过程会产生大量废水并造成严重的环境污染,因此如何高效吸附去除废水中稀土离子被大量研究。通过共沉淀法将纳米MnO_(2)负载至生物炭(Biochar, BC)表面,得到纳米MnO_(2)炭基复合材料(Nano-MnO_(2)Carbon Matrix Composites, MBC),并用于吸附去除废水中的La(Ⅲ)离子。研究通过表征分析材料的物理和化学结构变化,考察了应用环境条件对MBC吸附La(Ⅲ)离子性能的影响,在308 K、pH=6.0条件下,0.55 g/L MBC对20 mg/L La(Ⅲ)离子模拟废水进行吸附处理,24 h后吸附效率达到95.65%。吸附动力学、等温线和热力学研究显示,MBC对La(Ⅲ)离子的吸附过程符合拟一级动力学模型和Langmuir模型,为单分子层吸附,最大吸附质量比可达43.49 mg/g;通过D-R模型计算的Es为23.12 kJ/mol,表明吸附过程偏向于化学吸附,且是自发的吸热过程。MBC经5次循环后,吸附性能仍达到初始吸附质量比的79.18%,MBC作为炭基吸附剂用于吸附水中的La(Ⅲ)离子,展现出一定的应用前景。

关键词：环境工程学稀土离子镧生物炭纳米MnO2 吸附

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含氢综合能源系统多目标最优折中分布鲁棒低碳调度

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电力自动化设备 2024年

作者：孙惠娟胡紫平彭春华付学鹏刘金祥娄钰杰华东交通大学电气与自动化工程学院

针对含氢综合能源系统，提出碳捕集和氢能综合利用的联合运行模式，以提升可再生能源消纳率和系统低碳性。为了应对可再生能源出力的间歇性与波动性对系统调度的影响，基于非精确概率理论构建机会约束分布鲁棒度模型；提出基于多目标决... 详细信息

针对含氢综合能源系统，提出碳捕集和氢能综合利用的联合运行模式，以提升可再生能源消纳率和系统低碳性。为了应对可再生能源出力的间歇性与波动性对系统调度的影响，基于非精确概率理论构建机会约束分布鲁棒度模型；提出基于多目标决策理论和逼近理想解排序技术，构造综合考虑系统调度的经济性、低碳性和鲁棒度的多目标最优折中函数，从而建立含氢综合能源系统多目标最优折中分布鲁棒低碳调度模型，可快速准确地获得兼具经济性、低碳性和鲁棒性的含氢综合能源系统优化调度方案。通过算例应用和对比分析验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：综合能源系统氢能综合利用低碳调度分布鲁棒多目标最优折中优化

基于节点碳势响应的新型电力系统鲁棒优化调度

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电网技术 2024年

作者：彭春华娄钰杰范国柱刘金祥孙惠娟孙施翀华东交通大学电气与自动化工程学院

为实现新型电力系统鲁棒低碳经济运行，本文提出了基于节点碳势响应的新型电力系统鲁棒优化调度方法。该方法以节点碳势为关键引导信号，充分考虑新型电力系统源荷双侧碳排放建立负荷聚合商节点碳势响应模型，并采用Shapley值分摊法公... 详细信息

为实现新型电力系统鲁棒低碳经济运行，本文提出了基于节点碳势响应的新型电力系统鲁棒优化调度方法。该方法以节点碳势为关键引导信号，充分考虑新型电力系统源荷双侧碳排放建立负荷聚合商节点碳势响应模型，并采用Shapley值分摊法公平合理地分摊负荷聚合商的碳排放责任，以实现新型电力系统的碳计量、碳追踪以及碳减排；在此基础上，将源侧电网运营商机组调度与荷侧负荷聚合商节点碳势响应相结合，并采用置信间隙决策理论处理源侧风光不确定性，构建了基于节点碳势响应的鲁棒优化调度模型并优化求解。最后通过算例应用分析，验证了所提方法有效性和优越性。

关键词：新型电力系统碳排放流节点碳势响应鲁棒优化调度置信间隙决策理论

路-电耦合网络源荷协同低碳经济优化运行策略

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电网技术 2024年

作者：彭春华刘金祥范国柱孙惠娟段伟男娄钰杰华东交通大学电气与自动化工程学院

针对大量电动汽车(Electric Vehicle， EV)接入的路-电耦合网络，提出了综合考虑油/电混行车流及碳排放流的路-电耦合网络源荷协同优化策略。首先，构建了基于车流出行决策效用的路网模型，实现了油/电混行环境下的车流分配与模拟；其... 详细信息

针对大量电动汽车(Electric Vehicle， EV)接入的路-电耦合网络，提出了综合考虑油/电混行车流及碳排放流的路-电耦合网络源荷协同优化策略。首先，构建了基于车流出行决策效用的路网模型，实现了油/电混行环境下的车流分配与模拟；其次，通过对路网EV差异性充电行为进行分析，提出了基于闵可夫斯基求和法的EV可调度慢充负荷模型，以实现对慢充EV负荷的统一调度；针对EV充电间接碳排放问题，基于碳排放流理论构建了考虑EV充电负荷的配电网碳排放流模型；最终综合考虑路网车流通行时间成本、配电网运行成本、路网燃油车碳排放和配电网碳排放流，通过源荷协同优化调度以实现路-电耦合网络低碳经济运行。算例应用仿真结果表明，所提方法可有效提升路-电耦合网络运行的经济性和低碳性。

关键词：路-电耦合网络油/电车流碳排放流源荷协同低碳经济优化

基于多源信息融合的连续小波和TransXNet三相异步电机故障诊断

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：谢锋云王阳肖乾樊秋阳孙恩广宋成杰华东交通大学机电与车辆工程学院华东交通大学智能交通装备全寿命技术创新中心

深度学习（Deep Learning, DL）应用于推动智能故障诊断的发展，带来了显著的性能提升。然而，现有方法大多无法捕捉机械设备的时间信息和全局特征，无法收集到足够的故障信息。同时，由于运行环境复杂恶劣，单源故障诊断方法难以稳定... 详细信息

深度学习（Deep Learning, DL）应用于推动智能故障诊断的发展，带来了显著的性能提升。然而，现有方法大多无法捕捉机械设备的时间信息和全局特征，无法收集到足够的故障信息。同时，由于运行环境复杂恶劣，单源故障诊断方法难以稳定、广泛地提取故障特征。因此，本文提出一种基于多源信息融合（Multi-Source Information Fusion,MSIF）的连续小波和TransXNet三相异步电机故障诊断新方法，通过提取和整合丰富的特征来提高诊断性能稳定性。首先，搭建三相异步电机故障实验平台，使用加速度传感器与电流传感器采集电机多种工况下的振动信号与电流信号，获得多源信号。其次，提出一种新的轻量级混合网络模块：双动态令牌混合器（Dual Dynamic Token Mixer,D-Mixer），其可以动态地利用全局和局部信息，同时注入大的感受野和强大的归纳偏差，而不牺牲输入依赖性，提高了特征提取能力。提出多尺度前馈网络（Multi-scale Feed-forward Network,MS-FFN），在前馈网络中进行多尺度特征聚合。通过交替使用D-Mixer和MSFFN，构建了一种新型的混合CNN-Transformer网络：TransXNet。然后，利用连续小波变换将多源信号进行时频变换，提出数据级融合策略获得多源信息图，将多源信息图输入到TransXNet中进行特征分割以及聚合以完成特征提取，以训练并验证所提出的TransXNet有效性。最后，使用多源测试样本来验证所提出方法的诊断性能。结果表明，基于TransXNet强大的特征提取能力，识别准确率达到100%。通过对比调整兰德指数、归一化互信息、F1分数和准确率四个评价指标以及抗噪性分析，得出所提方法优于目前故障诊断领域最先进的方法（State Of The Art,SOTA），在故障诊断领域有很好的前景。

关键词：电动机多源信息融合连续小波变换 TransXNet 故障诊断