基于热电磁能量转换多功能器件的双向快速温控设计开题报告

全文总字数：2706字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术的不断发展，工业生产对于温度控制的精度和速度表现出越来越高的要求，但因其温度变化惯性较大，且相对缓慢，故采用传统的接触器、仪表来实施断续控制很难保证控温精度。室内环境温度高精度控制装置主要采取以下几种种方式：第一种，利用数码涡旋压缩机或变频压缩机取代定频压缩机，以及采用电加热辅助调节确保高湿度低温天气不会出现因热量补偿不够而出现压缩机停机现象，并利用数码涡旋压缩机或变频压缩机容量可调的特典精确控制所需的制冷量；第二种方法是利用普通涡旋压缩机和可控硅PID调节电加热量；第三种方法是利用可控硅PID调节的蒸汽盘管或热水盘管取代可控硅PID调节电加热。而半导体制冷的出现，则为高精度控温带来了新的思路，因此研究基于半导体制冷的高精密温度控制装置对于控温领域的发展有着积极的意义。半导体制冷器又称热释电制冷器， 是一种基于帕尔贴效应的制冷器件， 给其通电即可直接产生冷量。相对于传统机械式制冷器件 (如压缩式制冷机)，半导体制冷器具有多项优点; 半导体制冷器没有压缩机等活动部件，无振动无噪音，控制方法简单，加电即可产生冷量; 体积小，可与高密度电子元器件集成，制冷效率高等优点，因此光泛应用于高精度控温装置中。目前，对于半导体制冷控温系统主要通过PID算法实现，也有通过利用差分放大电路输出可正可负的特点与半导体致冷器的双向性相结合来实现了双向主动控温 。本课题利用半导体制冷技术具有体积小，重量轻，可靠性高，无机械运动部件的优势，基于热电磁能量转换多功能器件的双向快速温控设计思路，采用有限元分析方法，通过实测材料物理参数构造合理的边界条件，开展器件的高密度阵列拓扑结构优化设计，通过数值模拟分析和PID参数优化开发基于双向快速温控控制算法优化出最佳的温控器件与控温方式，实现热电磁能量转换多功能器件在制冷和制热模式之间快速切换，为高精度双向控温技术发展提供有益思路。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：基于热电磁能量转换多功能器件发展高精密双向温控技术，发展器件的高密度阵列拓扑结构优化设计，建立器件数值模拟分析和pid参数优化方法。

研究目标：优化出最佳的温控器件与控温方式，实现热电磁能量转换多功能器件的双向温控。

3. 研究计划与安排

2020年3月 查找文献进行外文翻译并撰写开题报告2020年4月 继续阅读相关文献 拟定实验方案2020年5月 返校后进行相关模拟实验并撰写论文2020年6月 完成论文答辩

4. 参考文献（12篇以上）

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