發(fā)布時(shí)間：2017-06-27 19:04

  本文關(guān)鍵詞：全光纖電流互感器測量精度優(yōu)化方法的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁電解行業(yè)屬于高耗能產(chǎn)業(yè),降低鋁電解生產(chǎn)過程中的電能消耗對(duì)企業(yè)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。相關(guān)研究表明,通過準(zhǔn)確測量陽極導(dǎo)桿的電流分布情況可以預(yù)測鋁電解槽的陽極效應(yīng),以便及時(shí)采取措施防止陽極效應(yīng)的發(fā)生,從而達(dá)到節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率的目的。本課題以此為工程研究背景,將全光纖電流互感器技術(shù)應(yīng)用到鋁電解槽陽極導(dǎo)桿電流的測量中,分析了影響全光纖電流互感器測量精度的主要因素,提出了具體的優(yōu)化方法,并對(duì)所提出的優(yōu)化方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。針對(duì)環(huán)境溫度對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響,分別提出了在原系統(tǒng)中增加溫度傳感器和通過合理選擇1/4波片相位延遲初始值實(shí)現(xiàn)測量精度優(yōu)化的方法,建立了相應(yīng)的仿真測試系統(tǒng),對(duì)兩種方法的有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證；針對(duì)線性雙折射對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響,分析了圓雙折射對(duì)線性雙折射的抑制作用,確立了將傳感光纖繞制成螺旋狀引入圓雙折射的方法,通過優(yōu)化計(jì)算得到了引入圓雙折射的最佳值,并根據(jù)該值建立了螺旋狀傳感環(huán)的各個(gè)幾何參數(shù)之間的關(guān)系；針對(duì)載流導(dǎo)體偏心對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響,分析了載流導(dǎo)體偏心距離與電流測量值相對(duì)誤差之間的關(guān)系,并結(jié)合鋁電解槽陽極導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了一種可開合且中心可定位的傳感環(huán)結(jié)構(gòu)。本文在詳盡的理論分析的基礎(chǔ)上,提出了不同的全光纖電流互感器測量精度優(yōu)化方法,這對(duì)于全光纖電流互感器的相關(guān)研究有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：全光纖電流互感器 環(huán)境溫度 線性雙折射 載流導(dǎo)體偏心 測量精度優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM452
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景和意義9
• 1.2 鋁電解槽陽極導(dǎo)桿電流測量現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 全光纖電流互感器發(fā)展概況10-11
• 1.3.1 全光纖電路互感器國外發(fā)展概況10-11
• 1.3.2 全光纖電路互感器國內(nèi)發(fā)展概況11
• 1.4 全光纖電流互感器目前存在的主要問題11-12
• 1.4.1 環(huán)境溫度對(duì)全光纖電流互感器的影響11-12
• 1.4.2 線性雙折射對(duì)全光纖電流互感器的影響12
• 1.5 本文的研究重點(diǎn)與組織安排12-14
• 1.5.1 本文研究的重點(diǎn)12-13
• 1.5.2 本文的組織安排13-14
• 第二章 全光纖電流互感器概述14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理14-16
• 2.2.1 環(huán)形式全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理14-15
• 2.2.2 反射式全光纖電流互感器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理15-16
• 2.3 全光纖電流互感器的基本理論16-19
• 2.3.1 光的偏振16-17
• 2.3.2 瓊斯矩陣17
• 2.3.3 安培環(huán)路定理17-18
• 2.3.4 法拉第磁光效應(yīng)18-19
• 2.4 全光纖電流互感器輸出信號(hào)的數(shù)學(xué)模型19-24
• 2.4.1 光路系統(tǒng)中各光學(xué)器件的瓊斯矩陣19-24
• 2.4.2 利用瓊斯矩陣法建立干涉輸出結(jié)果的數(shù)學(xué)模型24
• 2.5 全光纖電流互感器信號(hào)的處理方法24-29
• 2.5.1 信號(hào)調(diào)制的實(shí)現(xiàn)25
• 2.5.2 基于方波調(diào)制的信號(hào)調(diào)制方法25-27
• 2.5.3 信號(hào)的開環(huán)檢測方法27-28
• 2.5.4 信號(hào)的閉環(huán)檢測方法28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 環(huán)境溫度對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響及其優(yōu)化.30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 環(huán)境溫度對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響分析30-36
• 3.2.1 1/4波片的制作工藝30-31
• 3.2.2 環(huán)境溫度對(duì)1/4波片工作性能的影響分析31-32
• 3.2.3 1/4波片的溫度效應(yīng)引起的測量誤差分析32-34
• 3.2.4 傳感光纖Verdet常數(shù)隨溫度變化引起的測量誤差分析34-36
• 3.3 全光纖電流互感器測量精度的優(yōu)化方法36-40
• 3.3.1 通過增加溫度傳感器實(shí)現(xiàn)測量精度優(yōu)化36-37
• 3.3.2 通過合理選擇1/4波片相位延遲的初始值實(shí)現(xiàn)測量精度優(yōu)化37-40
• 3.4 測量精度優(yōu)化方法的仿真驗(yàn)證40-44
• 3.4.1 增加溫度傳感器實(shí)現(xiàn)測量精度優(yōu)化方法的仿真驗(yàn)證40-42
• 3.4.2 合理選擇1/4波片相位延遲初始值實(shí)現(xiàn)測量精度優(yōu)化方法的仿真驗(yàn)證42-44
• 3.5 兩種測量精度優(yōu)化方法的對(duì)比分析44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 線性雙折射對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響及其優(yōu)化45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 線性雙折射對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響分析45-48
• 4.2.1 線性雙折射的成因45-47
• 4.2.2 線性雙折射引起的測量誤差分析47-48
• 4.3 減小線性雙折射對(duì)測量精度影響的方法48-51
• 4.3.1 減小傳感光纖中的線性雙折射48-49
• 4.3.2 在傳感光纖中引入圓雙折射49-51
• 4.4 引入圓雙折射值的確定51-54
• 4.5 在傳感光纖中引入圓雙折射的方法54-56
• 4.5.1 螺旋狀傳感環(huán)的繞制54-56
• 4.5.2 螺旋狀傳感環(huán)幾何參數(shù)的確定56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 載流導(dǎo)體偏心對(duì)全光纖電流互感器測量精度的影響及其優(yōu)化57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 偏心磁場強(qiáng)度表達(dá)式的推導(dǎo)57-59
• 5.3 傳感環(huán)分布式參數(shù)模型的驗(yàn)證59-61
• 5.4 載流導(dǎo)體偏心對(duì)測量精度的影響分析61-62
• 5.5 傳感環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)62-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 工作總結(jié)67-68
• 6.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 在學(xué)期間的研究成果73-74
• 致謝74

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