Jump to content

    

Recommended Posts

Я к тому, что в контуре управления измерять надо температуру, а не ток. То есть датчиком будет измеритель температуры где-то в том шкафу - терморезистор или что-то вроде него, а не датчик тока в цепи элемента Пельтье.

В контуре сигнал управления (некоторая функция от нашего желания, температуры и времени) должен бороться с сигналом от датчика тока в этой самой цепи. Еще точнее сказать - заряда, если немного поинтегрировать их.

Share this post


Link to post
Share on other sites
у нас есть дозатор с объёмом 500нл

Здорово!

 

Что касается ШИМ для Пельтье, то его опасность преувеличена. У меня используется ШИМ с частотой 1 Гц и отказов элементов Пельтье не было.

Правда, российские мы никогда не использовали.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что касается ШИМ для Пельтье, то его опасность преувеличена. У меня используется ШИМ с частотой 1 Гц и отказов элементов Пельтье не было.

Как тут уже писали, сглаживающий дроссель делает ШИМ малозаметным для пельтье, но уменьшает тепловыделение. А частота совсем не играет роли.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В контуре сигнал управления (некоторая функция от нашего желания, температуры и времени) должен бороться с сигналом от датчика тока в этой самой цепи. Еще точнее сказать - заряда, если немного поинтегрировать их.

 

Не точнее. Уже для тока рациональное приближение передаточной характеристики этого холодильника вместе со шкафом будет иметь первый полюс с постоянной времени десятки или даже сотни секунд. Без пропорционального звена в регуляторе обеспечить стабильность и, тем более, отсутствие перерегулирования (что, наверное, для биологических исследований важно), будет очень не просто.

 

Что касается ШИМ для Пельтье, то его опасность преувеличена. У меня используется ШИМ с частотой 1 Гц и отказов элементов Пельтье не было.

Правда, российские мы никогда не использовали.

 

1 Гц - это довольно низкая частота. Она у вас используется видимо потому, что велика теплоемкость системы, и за 1 секунду температура изменяется на доли градуса.

 

Пямоугольный ШИМ с током, равным характеристическому (соответствующий положению вершины параболы) имеет один побочный положительный эффект - он линеаризует характеристику Пельтье для режима охлаждения, не изменяя его максимальную производительность. Правда, при этом снижается КПД холодильника при малых токах - всегда много тепла рассеивается на радиаторе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А из чего мост? Это я спрашиваю, чтобы самому не думать - вдруг у Вас уже готовая схема на 1 МГц с наименованиями деталей. Мне даже моста не надо, у меня Пельтье будет работать только на охлаждение.

Спасибо.

Ну тогда в схеме что мне досталась: HIP4082, PSMN2R6 и дроссель CHI 211B 4,5/1x0

Share this post


Link to post
Share on other sites
Не точнее.

Нет, точнее. Количество тепла пропорционально протекшему заряду. А обратный тепловой поток пропорционален разности температур, - постоянен в стационарном режиме.

Тут в ветке шкаф смешался с микролитровыми пробами.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет, точнее. Количество тепла пропорционально протекшему заряду. А обратный тепловой поток пропорционален разности температур, - постоянен в стационарном режиме.

Тут в ветке шкаф смешался с микролитровыми пробами.

 

И теплоемкость постоянна, с точностью до содержимого шкафа-дозатора. А физические коэффициенты пропорциональности точно неизвестны и, как всегда, их неизвестность компенсируется обратной связью. А количество выделившегося на внутреннем сопротивлении холодильника тепла вообще пропорционально интегралу квадрата тока. А приближение рациональной функцией передаточной характеристикой очень и очень примерно из-за уравнения теплопроводности, играющей существенную роль правее первого полюса, образуемого стационарной теплопроводностью и теплоемкостью. Так что с точки зрения управления система с Пельтье это нелинейный объект с преобладающим первым полюсом. И поэтому интегратор в его регуляторе - он не более "точнее", чем в любом ПИД регуляторе. На нулевой частоте дает нулевую ошибку, но и только. Более никаких чудес. С точки зрения достижения точности тут лучше линеаризовать холодильник, скомпенсировав его параболическую характеристику.

 

Или вы предлагаете добавить в контур прямую связь по расходу в этом дозаторе? Да, это уменьшит влияние переменного расхода на температуру. Но при этом контур должен быть всё равно с состоянием по итоговой производительности Пельтье, и подмешивать в него линейно нужно именно сигнал расхода, а интегрировать нужно уже ошибку обычным образом в контуре регулятора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 Гц - это довольно низкая частота ... и за 1 секунду температура изменяется на доли градуса.

 

.. он линеаризует характеристику Пельтье для режима охлаждения...

Так получилось, что я не представляю системы охлаждения без радиаторов на стороне нагрева и стороне охлаждения, поэтому система с низкой теплоемкостью не укладывается в голове :) Тем более для биохимии.

В качестве радиаторов алюминиевая пластина 10 мм. Датчик температуры стоит у внешней поверхности, разрешение 0.01 градуса и за секунду вообще ничего не реагирует. Тут речь шла о том, что такие перепады мощности уменьшают время жизни элемента Пельтье, так вот я этого не заметил. Время жизни уменьшается из-за перепадов температуры, а они возможны при плохом теплоотводе.

 

По поводу линеаризации немного сложнее, потому что характеристика зависит от уставки и температуры на второй стороне. Чтобы было легче жить ПИ-регулятору, я ввел составляющую прямого управления (аналог погодозависимого регулирования в теплотехнике) на основе данных о внешней температуре.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Так получилось, что я не представляю системы охлаждения без радиаторов на стороне нагрева и стороне охлаждения, поэтому система с низкой теплоемкостью не укладывается в голове :) Тем более для биохимии.

В качестве радиаторов алюминиевая пластина 10 мм. Датчик температуры стоит у внешней поверхности, разрешение 0.01 градуса и за секунду вообще ничего не реагирует. Тут речь шла о том, что такие перепады мощности уменьшают время жизни элемента Пельтье, так вот я этого не заметил. Время жизни уменьшается из-за перепадов температуры, а они возможны при плохом теплоотводе.

 

По поводу линеаризации немного сложнее, потому что характеристика зависит от уставки и температуры на второй стороне. Чтобы было легче жить ПИ-регулятору, я ввел составляющую прямого управления (аналог погодозависимого регулирования в теплотехнике) на основе данных о внешней температуре.

 

У вас очень большая постоянная времени. Возможно, даже второй полюс имеет частоту меньше герца. Бывает, нужно быстро регулировать температуру холодной стороны по внешнему сигналу, и тогда её теплоемкость минимизируют. Тогда за секунду температура может меняться на единицы градусов, почти как у голого холодильника без нагрузки.

 

Что такое "вторая сторона"? Физические свойства термоэлементов зависят от темпеературы, конечно, но это уже второе приближение. Поэтому в первом приближении там парабола, и она линеаризуется довольно неплохо. Температура горячей стороны к линеаризации параболы холодильника прямого отношения не имеет, если там радиатор гораздо больше с соответствующей огромной постоянной времени.

 

Да и перепад температур на горячей стороне всё равно пропорционален полному тепловому потоку, который уже линеаризуется внутри, так что снаружи не остается ничего нелинейного.

Share this post


Link to post
Share on other sites
я ввел составляющую прямого управления (аналог погодозависимого регулирования в теплотехнике) на основе данных о внешней температуре.

И очень правильно сделали, а если еще добавить интегратор тока элемента, будет еще лучше. Сигнал от ПИД и сигналы от тока датчика и внешней температуры должны суммироваться и управлять ШИМом. Коэффициенты нужно подобрать только.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сигнал от ПИД и сигналы от тока датчика и внешней температуры должны суммироваться и управлять ШИМом. Коэффициенты нужно подобрать только.

 

Нет. Внутренний контур должен быть чисто токовым, чтобы компенсировать большие изменения термо-ЭДС. Перед ним должен быть линеаризатор параболы (предполагаю, что линеаризуют не ШИМ), на входе которого - сигнал производительности. Внешняя температура (лучше температура горячей стороны) в простейшем случае подмешивается пропорционально к сигналу производительности к выходу ПИД регулятора, но в общем случае лучше реализовать регулятор общего вида с несколькими входами, используя подходящую физическую модель горячего радиатора. В цифре это не сложно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет. Внутренний контур должен быть чисто токовым, чтобы компенсировать большие изменения термо-ЭДС. Перед ним должен быть линеаризатор параболы (предполагаю, что линеаризуют не ШИМ), на входе которого - сигнал производительности.

Какой-такой параболы? А про токовый я и пишу. Ток (забудем о сигнале внешней температуры) должен быть пропорционален сигналу системы управления (стабилизации) температуры (ПИД или др.). Но, так как ШИМ дает импульсы, то интегратор с компаратором тут помогут сделать автоматический ШИМ с постоянным временем включения. Это для быстрого времени. Медленное время - работа регулятора температуры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Какой-такой параболы? А про токовый я и пишу. Ток (забудем о сигнале внешней температуры) должен быть пропорционален сигналу системы управления (стабилизации) температуры (ПИД или др.). Но, так как ШИМ дает импульсы, то интегратор с компаратором тут помогут сделать автоматический ШИМ с постоянным временем включения. Это для быстрого времени. Медленное время - работа регулятора температуры.

это что то типа схемы заряда аккумулятора получается :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Какой-такой параболы? А про токовый я и пишу. Ток (забудем о сигнале внешней температуры) должен быть пропорционален сигналу системы управления (стабилизации) температуры (ПИД или др.). Но, так как ШИМ дает импульсы, то интегратор с компаратором тут помогут сделать автоматический ШИМ с постоянным временем включения. Это для быстрого времени. Медленное время - работа регулятора температуры.

 

Вы видимо пишите про т. н. релейный регулятор, то есть "интегратор с компаратором". Его недостаток - частота зависит от скважности. Вы пишите про "средний ток" и питаете холодильник прямо меандром? Тогда, да, параболы нет, но тепловыделение на горячем радиаторе больше, чем нужно.

 

Регулятор температуры у вас тоже аналоговый? Да, подбирать коэффициенты регулятора подстроечником для уникального изделия, существующего в одном экземпляре - тоже такая технология существует.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this