عنوان پایان‌نامه
مدل سازی اندازه گیری جریان در CT های نوری واثر مواد غیر ایده آل نوری بر عملکرد آنها
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2286;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59104
- تاریخ دفاع
- ۲۳ مرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمدحامد صمیمی
- استاد راهنما
- حسین محسنی, امیر عباس شایگانی اکمل
- چکیده
- با توجه به گسترش روزافزون استفاده از تکنولوژی نوری برای اندازه گیری جریان در سیستم های قدرت، این پایان نامه به بررسی و مدل سازی این تجهیزات پرداخته است. در ابتدا تکنولوژی های مختلف سیستم های نوری اندازه گیری جریان صنعتی بررسی شده است. همچنین چندین روش آشکارسازی که در این تجهیزات استفاده می شود معرفی شده است. در ادامه، عملکرد این تجهیزات به دو روش مدل شده است. در قسمت اول، یک ماده ی مگنتواپتیک در نرم‌افزار COMSOL Multi-physics در نظر گرفته شده است. مدل چرخش ناشی از اثر فارادی با استفاده از روش المان محدود حل شده و صحت مدل ارائه‌شده بررسی شده است. سپس، با استفاده از دو روش آشکارسازی در خروجی نرم‌افزار، رابطه ی بین خروجی تجهیز مدل شده با جریان تولیدکننده ی میدان مغناطیسی نشان داده شده است. در قسمت دوم نوع هسته باز این تجهیز به صورت ماکروسکوپی مدل شده است و با استفاده از آن تأثیر لرزش و شار پراکندگی هادی های سه فاز بر روی دقت آن بررسی شده است. در ادامه، ساخت یک مجموعه ی آزمایشگاهی برای مشاهده ی اثر فارادی مد نظر بوده است. مراحل طراحی یک مدار مغناطیسی برای تولید میدان مغناطیسی ایجادکننده‌ی چرخش فارادی و نحوه ی ساخت آن توضیح داده شده است. سپس به تکمیل قدم به قدم مجموعه برای مشاهده ی اثر فارادی پرداخته شده است. ساخت یک تقویت‌کننده برای مجموعه و نمایش خروجی آن برای یک بازه‌ی جریان آخرین قدم برداشته‌شده در این قسمت است. در پایان، به موارد مختلفی که باعث ایجاد خطا در عملکرد این تجهیزات می شود و راه حل های ارائه‌شده برای مقابله با آن ها پرداخته شده است. مدل معرفی‌شده در این پایان نامه می تواند جهت در نظر گرفتن این موارد تکمیل شده و برای یافتن راه حل های جدید به منظور کاهش مشکلات تجهیزات نوری اندازه گیری جریان مورد استفاده واقع شود.
- Abstract
- Current measurement based on optical technology features some unique advantages over conventional magnetic current transformers. Faraday’s rotation in an optically transparent medium which is sensitive to the external magnetic field is the basis to transduce the changes in magnetic field to a shift in the polarization of an optical beam. The development of such sensors requires a detailed model to facilitate the analysis and design. This thesis focuses on providing a model to describe the underlying phenomena by two approaches. The first approach is based on the solution of Maxwell’s equations in a magneto-optical material. These equations are solved by the finite-element method in frequency domain of RF-Module in COMSOL Multiphysics. The simulation results are then verified by the experimental results available in literature. In the second approach the transducer is modeled from higher level, neglecting some details of the first approach, so that large scale effects can be demonstrated. The influence of vibration and stray magnetic field on the accuracy of an open-core transducer has been investigated by the aid of this method. An experimental setup has also been developed to study the performance of aforementioned transducers. This setup simplifies the measurement of the shift in Faraday’s rotation caused by external magnetic field by employing only two linear polarizers and an amplifier circuit. Based on the experimental results, a linear response of the transducer has been proven. The introduced model in this thesis has the capability to analyze the effect of the errors on the performance of such devices in practical environments. In addition, the experimental setup can be elaborated to verify more advanced models.
