prac6 mol peltier

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA,
AUTOMÁTICA

E

INFORMÁTICA

INDUSTRIAL

Prácticas de Servosistemas
Práctica 6

Modelado de una célula de Peltier

6.2

Modelado de una célula Peltier



MODELADO DE UNA CÉLULA PELTIER.......................................................3

6.1

EL COMPORTAMIENTO DE LAS CÉLULAS PELTIER .........................................46.1.1
ECUACIONES DE LA CÉLULA PELTIER........................................................................4
6.1.2
MODELADO DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO .......................................................6
6.1.3
MODELO SIMPLIFICADO .............................................................................................7

6.2

SOPORTE FÍSICO PARA EL CONTROL DE LAPELTIER.......................................................9
6.2.1
ETAPA DE POTENCIA ..................................................................................................9
6.2.2
ETAPA DE ACONDICIONAMIENTO ............................................................................10
6.2.3
OBSERVADOR ..........................................................................................................106.2.4
ETAPA DE AISLAMIENTO ..........................................................................................11
6.2.5
TARJETA DE INTERCONEXIÓN ..................................................................................12

6.3

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DEL CONJUNTO ...............................................................13

6.4

CUESTIONES TEÓRICAS....................................................................................................14

6.5

CUESTIONES PRÁCTICAS ..................................................................................................14
6.5.1
CALIBRACIÓN DEL EQUIPO ......................................................................................14
6.5.2
CÁLCULO DE LAS GANANCIAS ESTÁTICAS DELSISTEMA.........................................17
6.5.3
CALCULO DE LA CONSTANTE DE TIEMPO DE LA CÉLULA PELTIER ..........................18
6.5.4
DETERMINAR LA FDT SIMPLIFICADA DEL EQUIPO ..................................................20

Dpto. de Electrónica, Automática e Informática Industrial
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial

Modelado de una célula Peltier

6.3



Modelado de una célula Peltier

Lascélulas Peltier son unos dispositivos termoeléctricos que se caracterizan por la
aparición de una diferencia de temperatura entre las dos caras de un semiconductor cuando
por él circula una corriente.
Ésta es una alternativa a la clásica refrigeración mediante compresión de vapores
con cambio de fase, en la que se establece un determinado ciclo para un gas que es
comprimido para su posteriorexpansión, con la correspondiente absorción de calor. Como
consecuencia en todo circuito frigorífico se requiere de un condensador, evaporador,
circuito de expansión y refrigerantes.
La refrigeración termoeléctrica supone una alternativa a los sistemas utilizados
habitualmente. Los principales fenómenos físicos que intervienen son los efectos: Seebeck,
Peltier, Thomson y Joule.
La práctica presente secentra en el modelado de los diferentes elementos
necesarios para la instalación en lazo abierto de una célula Peltier.

Dpto. de Electrónica, Automática e Informática Industrial
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial

6.4

Modelado de una célula Peltier

6.1 EL COMPORTAMIENTO DE LAS CÉLULAS PELTIER
Si bien el efecto Peltier es conocido desde 1834, su aplicación práctica necesitódel
desarrollo de los semiconductores, pues éstos resultan ser buenos conductores de la
electricidad pero pobres conductores del calor. La circulación de una corriente eléctrica a
través de dos materiales semiconductores con diferente densidad de electrones libres,
produce que se libere o se absorba energía. La transferencia de energía tiene lugar en forma
de flujo calorífico entre las dos caras...