舰船用全光纤电流互感器设计与实现
发布时间：2021-01-25 18:39
自20世纪80年代以来,为适应海军舰船大型化、信息化及智能化的发展要求,新型舰船综合电力系统（Integrated Power System,IPS）应运而生。传统的交直流电流测量技术由于自身的固有缺陷已无法满足综合电力系统的上述要求,而基于磁光法拉第效应的全光纤电流互感器（Fiber Optical Current Sensor,FOCS）通过光学干涉仪和全数字闭环自适应信号处理技术,具有安全、可靠、准确、智能的突出优势,是目前舰船电力系统测量及保护装置的最佳选择。课题主要内容是在高精度光纤陀螺研究和目前全光纤电流互感器技术的基础上,对舰船用全光纤电流互感器的光路模块和电信号处理模块的进行深入研究,进行综合误差分析及相应的误差补偿,提出满足现代舰船综合电力系统应用要求的全光纤电流互感器的系统方案,并制造相应的工程样机。首先,以舰船用全光纤电流互感器的经典结构串联干涉式全光纤电流互感器为研究对象,阐述了舰船用全光纤电流互感器的基础理论和研究方法,在此基础上建立的光路的偏振传输模型作为系统分析的有效工具。根据舰船用全光纤电流互感器传感精度高以及环境适应性强的研制要求,深入分析其光路中相关...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直流电流比较器原理图
首先，详细介绍磁光法拉第效应、贝塞尔函数、琼斯反射式全光纤电流互感器的相关基础理论和研究方法，为互感器的研制工作奠定理论基础；其次，在上述基础理论反射式全光纤电流互感器系统方案相应的光路偏振特性的进一步研究光路误差机理并对其影响加以仿真分析，必以偿方案；再次，深入分析串联干涉反射式全光纤电流互感案算法实现的优缺点，取长补短，提出更具优势的电信号合上述改进方案从而提出舰船用全光纤电流互感器的系统设用全光纤电流互感器的基础理论法拉第效应拉第（Faraday）效应[30,54]是一种非互易性的圆双折射，磁相互作用的结果。简言之，光的偏振面在与光的传输方向下产生旋转角，其大小正比于磁场大小，该现象成为磁光如下图 2-1 所示。
图 2-2 m 取 0、1、2、3、4 时 Jxm的图像贝塞尔函数的母函数记为 xzze2 1，在欧拉公式的基r 恒等式建立第一类贝塞尔函数和三角函数的等价转换关系 immmxeeixeeJxeii 2sin 2k 1 2，其中 k 0, 1, 2,........,故而有： im mmixme iJxe cos用欧拉公式可得： xJxJxmmmmcoscos21cos2210 sincos21cos21211 x Jxmmmm 102cossin2cos2mmx JxJxm
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国舰船中压直流综合电力系统研究进展[J]. 付立军,刘鲁锋,王刚,马凡,叶志浩,纪锋,刘路辉. 中国舰船研究. 2016(01)
[2]光学电流互感器研究与评述[J]. 李天麟,高吉普,鲁彩江. 贵州电力技术. 2015(12)
[3]基于FPGA/MCU全光纤电流互感器解调系统的设计[J]. 汪刚,姬忠校,吉世涛,安学斌. 机械与电子. 2015(06)
[4]考虑温度特性的全光纤电流互感器实时动态仿真模型[J]. 刘青,傅代印,马朋,叶宁. 电网技术. 2015(06)
[5]光纤电流互感器控制模型及误差特性仿真[J]. 陈刚,赵双双,陈铭明,徐敏锐,王立辉. 电气应用. 2014(22)
[6]光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差[J]. 王夏霄,秦祎,王野,于佳,吕江涛,周先贵. 光学精密工程. 2014(11)
[7]保偏延迟光纤环偏振串音对光纤电流互感器的影响[J]. 李传生,张朝阳,孙海江,崔虎宝. 中国激光. 2014(11)
[8]新型混合型限流熔断器在舰船综合电力系统中的应用分析[J]. 宋波. 船电技术. 2014(08)
[9]全光纤电流互感器动态特性实验研究[J]. 王夏霄,王野,王熙辰,王爱民,彭志强. 电力系统保护与控制. 2014(03)
[10]光纤电流互感器对保护精度和可靠性的影响分析[J]. 许扬,陆于平,卜强生,袁宇波. 电力系统自动化. 2013(16)
博士论文
[1]全光纤电流互感器信号处理系统研究[D]. 裴焕斗.中北大学 2010
硕士论文
[1]全光纤电流互感器信号处理技术研究[D]. 牟渊.上海交通大学 2013
[2]全光纤电流互感器的关键技术研究[D]. 魏义涛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2999696
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直流电流比较器原理图
首先，详细介绍磁光法拉第效应、贝塞尔函数、琼斯反射式全光纤电流互感器的相关基础理论和研究方法，为互感器的研制工作奠定理论基础；其次，在上述基础理论反射式全光纤电流互感器系统方案相应的光路偏振特性的进一步研究光路误差机理并对其影响加以仿真分析，必以偿方案；再次，深入分析串联干涉反射式全光纤电流互感案算法实现的优缺点，取长补短，提出更具优势的电信号合上述改进方案从而提出舰船用全光纤电流互感器的系统设用全光纤电流互感器的基础理论法拉第效应拉第（Faraday）效应[30,54]是一种非互易性的圆双折射，磁相互作用的结果。简言之，光的偏振面在与光的传输方向下产生旋转角，其大小正比于磁场大小，该现象成为磁光如下图 2-1 所示。
图 2-2 m 取 0、1、2、3、4 时 Jxm的图像贝塞尔函数的母函数记为 xzze2 1，在欧拉公式的基r 恒等式建立第一类贝塞尔函数和三角函数的等价转换关系 immmxeeixeeJxeii 2sin 2k 1 2，其中 k 0, 1, 2,........,故而有： im mmixme iJxe cos用欧拉公式可得： xJxJxmmmmcoscos21cos2210 sincos21cos21211 x Jxmmmm 102cossin2cos2mmx JxJxm
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国舰船中压直流综合电力系统研究进展[J]. 付立军,刘鲁锋,王刚,马凡,叶志浩,纪锋,刘路辉. 中国舰船研究. 2016(01)
[2]光学电流互感器研究与评述[J]. 李天麟,高吉普,鲁彩江. 贵州电力技术. 2015(12)
[3]基于FPGA/MCU全光纤电流互感器解调系统的设计[J]. 汪刚,姬忠校,吉世涛,安学斌. 机械与电子. 2015(06)
[4]考虑温度特性的全光纤电流互感器实时动态仿真模型[J]. 刘青,傅代印,马朋,叶宁. 电网技术. 2015(06)
[5]光纤电流互感器控制模型及误差特性仿真[J]. 陈刚,赵双双,陈铭明,徐敏锐,王立辉. 电气应用. 2014(22)
[6]光纤电流传感器的延迟光纤偏振串音误差[J]. 王夏霄,秦祎,王野,于佳,吕江涛,周先贵. 光学精密工程. 2014(11)
[7]保偏延迟光纤环偏振串音对光纤电流互感器的影响[J]. 李传生,张朝阳,孙海江,崔虎宝. 中国激光. 2014(11)
[8]新型混合型限流熔断器在舰船综合电力系统中的应用分析[J]. 宋波. 船电技术. 2014(08)
[9]全光纤电流互感器动态特性实验研究[J]. 王夏霄,王野,王熙辰,王爱民,彭志强. 电力系统保护与控制. 2014(03)
[10]光纤电流互感器对保护精度和可靠性的影响分析[J]. 许扬,陆于平,卜强生,袁宇波. 电力系统自动化. 2013(16)
博士论文
[1]全光纤电流互感器信号处理系统研究[D]. 裴焕斗.中北大学 2010
硕士论文
[1]全光纤电流互感器信号处理技术研究[D]. 牟渊.上海交通大学 2013
[2]全光纤电流互感器的关键技术研究[D]. 魏义涛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：2999696
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