СБОРНИК
НАУЧНЫХ ТРУДОВ НГТУ

ISSN: 2307-6879
English | Русский

Последний выпуск
№1(94) Январь - Март 2019

Синтез регулятора температуры для элемента Пельтье

Выпуск № 1 (94) Январь - Март 2019
Авторы:

Гринкевич Владимир Анатольевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/2307-6879-2019-1-7-31
Аннотация

Управляемые термостаты и формирователи температурных профилей применяются в научных исследованиях, управлении скоростью химических реакций, термостабилизации ПЗС-матриц, стабилизации длины волны лазера, хранении продуктов питания, лекарств. Существуют термостаты и формирователи температурных профилей разных размеров, мощностей, конструкций. Преимуществом элемента Пельтье является его малая масса, небольшие геометрические размеры, простота конструкции. Однако элемент Пельтье имеет низкий КПД, меньшую мощность по сравнению с компрессорным холодильным контуром, а также меньший допустимый температурный диапазон по сравнению с резистивным нагревательным элементом. Элемент Пельтье может обеспечить температуру в термостате выше температуры окружающей среды или ниже. Обычно элементы Пельтье применяются в устройствах небольшой мощности, где есть ограничения в размерах и массе (например, в автомобильных холодильниках, в термостатах для транспортировки биоматериалов в небольших количествах, при исследовании биофизических объектов). Устройства на основе элемента Пельтье применяются для теплового массажа кожи человека, теплового воздействия на растения. С целью поддержания стабильной температуры и обеспечения высокой точности требуется использовать регулятор температуры для термостата на основе элемента Пельтье. Управляющим воздействием для элемента Пельтье является ток, величина которого влияет на температуру внутри термостата. В статье обсуждается методика синтеза регулятора температуры. В качестве входного воздействия рассматривается скачкообразный и трапецеидальный температурный профиль. Расчет регулятора температуры основан на применении метода разделения движений. Приведены результаты численного моделирования системы управления температурой. Предполагаемая система управления температурой для элемента Пельтье может быть использована в формирователях температурных воздействий на биофизические объекты.


Ключевые слова: термостат, формирователь температурного профиля, элемент Пельтье, регулятор температуры, метод разделения движений, нелинейная система, математическая модель, численное моделирование

Список литературы

1. Гринкевич В.А. Исследование математической модели термостата на основе элемента Пельтье // Сборник научных трудов НГТУ. – 2017. – № 3 (89). – С. 62–77. – DOI: 10.717212/2307-6879-2017-62-77.



2. Полупроводниковый термостат для лабораторных исследований «TC-20» / И.П. Егорова, Ю.И. Иванов, С.Н. Колесников, Г.И. Сидоров // Известия ТРТУ. – 2002. – № 6 (29). – С. 121–123.



3. Сероклинов Г.В., Гунько А.В. Информационные технологии при исследовании изменения биопотенциала растений от действия температуры // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2014): труды XII международной конференции, 2–4 октября 2014 г.: в 7 т. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – Т. 7. – С. 72–75.



4. Магомедов Д.А., Хазамова Л.А., Миспахов И.Ш. Малогабаритный термостат для перевозки биоматериалов // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке. – СПб., 2015. – С. 458–460.



5. Тарукин Е.М. Авторефрижераторы // Вестник НГИЭИ. – 2012. – № 6 (13). – С. 68–82.



6. Юркевич В.Д. Многоканальные системы управления. Синтез линейных систем управления с разнотемповыми процессами: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2016. – 183 с.



7. Yurkevich V.D. PWM controller design based on singular perturbation technique: a case study of buck-boost DC-DC converter // Proceedings of the 18th IFAC World Congress, Milan, Italy, August 28 – September 2, 2011. – Milan, 2011. – P. 9739–9744.



8. Сероклинов Г.В. Задачи автоматизации экспериментальных исследований сложных биофизических объектов // Методы и технические средства исследований физических процессов в сельском хозяйстве: сборник научных трудов СибФТИ / Сибирское отделение РАСХН, Сибирский физико-технический институт аграрных проблем. – Новосибирск, 2001. – С. 46–53.



9. Филюшов В.Ю. Нелинейный объект: линеаризация обратными связями // Сборник научных трудов НГТУ. – 2018. – № 2 (92). – С. 36–80. – DOI:.

Для цитирования:

Гринкевич В.А. Синтез регулятора температуры для элемента Пельтье // Сборник научных трудов НГТУ. – 2019. – № 1 (94). – С. 7–31. – DOI: 10.17212/2307-6879-2019-1-7-31.

 

For citation:

Grinkevich V.A. Sintez regulyatora temperatury dlya elementa Pel't'e [Temperature controller design for Peltier element]. Sbornik nauchnykh trudov Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaTransaction of scientific papers of the Novosibirsk state technical university, 2019, no. 1 (94), pp. 7–31. DOI: 10.17212/2307-6879-2019-1-7-31.

Просмотров: 184