Способ управления нестационарным процессом термоэлектрического охлаждения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Р 25 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Патент США № 3070964, кл. 62-3, опублик. 1963.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3728243/23-06 (22) 18.04.84 . (46) 07 ° 08.86. Бюл. № 29 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (72) В,И.Бутырский и Н ° В.Воробьев (53) 621.56 (088.8) (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ПРОЦЕССОМ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ОХЛАЖДЕНИЯ путем изменения во времени величины электрического тока, пропускаемого через термоэлектрический холодильник, имеющий тепловой кон„Я0„„1249274 А 1 такт с охлаждаемым объектом, и обеспечения требуемого. закона изменения температуры объекта во времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, предварительно определяют зависимость изменения температуры охлаждаемого объекта во времени за весь период его охлаждения до минимальной температуры при подаче на термоэлектрический холодильник оптимального напряжения и требуемый закон изменения температуры задают в соответствии с полученной зави— симостью, скорректированной по мас— штабным коэффициентам, которые определяют по соотношению требуемых значений времени и температуры к значению указанных величин, определенных ранее при оптимальном напряжении.

Ф 1249

Изобрете!!ие относится к термоэлектрическим охлаждающим устройствам, а более конкретно к способу управления нестационарным процессом термоэлектрического охлаждения. 5

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры, Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Предварительно определяют зависи- 1О мость изменения температуры охлаждаемого объекта во времени за весь период его охлаждения до минимальной температуры при подаче на термоэлектрический холодильник оптимального напряжения.

Нестацианарный процесс охлаждения . объекта при оптимальном напряжении удобно представить в виде безразмерных параметров ьТ вЂ” —,-- — — и — д--—

7-

» м мИН ьТ ь Т мс»кс

20 н - — — (см, табл,) при

"ми»»

70 К» тг 100 мин ьТ,р равно

0,5 0,6

1 с — 0 НМ1

0,4

0,2 0,3

0,7

0,8 0,9 !

0,!

0,55 0,685 т

- — — — 0

0,79

0,99 1

0,3!

Ф вЂ”,с — —, 0

tt » „

° т ° — — —, 0 » aT

40

1О

90 100

50 60

60,5 64,7

20, 30

38,5 48

70 80

21,7

55,3

68,2 69,3 70

66,8

САРПТ работает следующим образом.

На пульте САРПТ устанавливается требуемая величина охлаждения объекта и время его нестационарного режима (на пульте управления САРПТ задаются температурная и Временная уставки).

С помощью .генератора тактовых импульсов и системы счетчиков или другим путем требуемое время охлаждения объекта разбивается на равные промежутки времени (например, на

10 участков). Для этих целей используется временной коммутатор.

Изменение температуры объекта от йачала.участка до каждого последую50 щего может быть апроксимировано в виде отдельных отрезков прямой с разными углами наклона (возможны и другие способы апроксимации, например, в виде отдельных отрезков кривых гиперболической функции) .

Угол наклона отдельных отрезков определяет темп охлажпения объекта на данном участке, Первые две горизонтальные строки описывают нестационарный процесс термоэлектрического охлаждения в виде безразмерных параметров при оптимальном напряжении питания термоэлектрического холодильника. Весь период времени нестационарного режима условно разбит на десять равных периодов.

В третьей и в четвертой строчках представлены параметры нестационарного процесса термоэлектрическо! о охлаждения для требуемых значений величин охлаждения объекта (ьТ,р =

=70 К) и времени (= 100 мин).

Работа системы автоматического регулирования и поддержания температуры (САРПТ) совместно с термоэлектрическим холодильником заключается в том, что она обеспечивает закон регулирования температуры объекта во времени в соответствии с данными, представленными в третьей и в четвертой строчках для требуемых значений величин «Т, и р

274 2 где ьТ „, н !;„„„„— значения величин максимального охлаждения объекта и минимального времени выхода на стационарвый режим при оптимальном напряжении; ьТ и Ф вЂ” промежуточные значения величин охлаждения обьекта и времени выхода на стационарный режим при оптимальном напряжении.

Для получения закона нестационарного режима работы термоэлектрического холодильника при требуемых значениях охлаждения объекта ьГ тР н времени + необходим пересчет по безразмерным параметрам

0,865 0,925 0,955 . 0,975

12492

Предлагаемый способ управления нестационарным процессом термоэлектрического охлаждения может быть ис 5 пользован и для режима нагрева.

Составитель В.Добротворцев

Редактор А.Сабо Техред Э.Чижмар Корректор N.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 4218/37 Тираж 482 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул.Проектная, 4

В системе САРПТ имеется блок делителя напряжения, который устанавливает значение управляющего напряжения пропорционально значениям граничных температур объекта для каж- дого из выбранных участков времени, С временного коммутатора сигнал поступает на функциональный генератор, который связан с блоком делителя напряжения и со сравнивающим устройством, Функциональный генератор л формирует функцию напряжения U= f (, ), пропорционально ьТ = (р ), апроксимируя заданный закон по участкам разбиения . В сравнивающем устройст74 4 ве происходит сравнение сигналов, пропорциональных заданному изменению температуры объекта и истинного значения, вызванного работой САРПТ. Сигнал рассогласования, соответствующий разнице этих сигналов, поступает в блок усилителя мощности, который регулирует величину рабочего тока в цепи термоэлектрического холодиль- ника (термоэлемента) .