Математична модель термоелектричного перетворювача на базі ефекту Пельтьє

Дмитро  Алексієвський; Віктор  Баранов; Костянтин  Туришев; Сергій  Шмалій

doi:10.25140/2411-5363-2026-1(43)-315-322

Автор(и)

Дмитро Алексієвський Запорізький національний університет, Україна http://orcid.org/0000-0002-5787-6092
Віктор Баранов Запорізький національний університет, Україна http://orcid.org/0009-0009-8406-6747
Костянтин Туришев Запорізький національний університет, Україна http://orcid.org/0000-0003-2938-9710
Сергій Шмалій Запорізький національний університет, Україна http://orcid.org/0000-0001-6399-0310

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-1(43)-315-322

Ключові слова:

ефект Пельтьє; математична модель; термоелектричні процеси; візуально-блочне моделювання

Анотація

У роботі здійснено синтез мультифізичної візуально-блочної моделі елемента Пельтьє, яка описує термодинамічні, термоелектричні та електричні процеси. Модель синтезована за допомогою методу візуально-блочного моделювання. Результати моделювання та їх порівняльний аналіз з експериментом дозволяє зробити висновок про високий ступінь адекватності отриманої моделі. Універсальний характер даної моделі дозволяє застосувати її в подальшому для дослідження та проєктування термоелектричних джерел електричної енергії. Важливою властивістю отриманої моделі є досить адекватний опис її динамічних характеристик як елемента електричної схеми, що дозволяє вирішувати питання щодо проєктування джерел електроживлення елементів Пельтьє та систем автоматичного керування на їхній основі.

Посилання

Alekseevskiy, D., Pankova, O., & Khrestin, R. (2018). Procedure for the synthesis of models of electro-technical complexes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(9–96).

Mitrani, D., Salazar, J., Turo, A., García, M. J., & Chávez, J. A. (2008). Lumped and dis-tributed parameter SPICE models of TE devices considering temperature-dependent material properties. International Workshop on Thermal Investigations of ICs and Systems. https://doi.org/10.48550/ arxiv.0801.1037.

Lineykin, S., & Ben-Yaakov, S. (2005). Analysis of thermoelectric coolers by a SPICE-compatible equivalent-circuit model. IEEE Power Electronics Letters, 3(2), 63–66. https://doi.org/10.1109/lpel.2005.846822.

Lineykin, S., & Ben-Yaakov, S. (2007). Modeling and analysis of thermoelectric mod-ules. IEEE Transactions on Industry Applications, 43(2), 505–512. https://doi.org/10.1109/tia.2006.889813.

Belovski, I., Staneva, L., Aleksandrov, A., & Rahnev, P. (2017). Mathematical model of thermoelectric Peltier module. Journal of Communication and Computer, 14(2). https://doi.org/10.17265/1548-7709/2017.02.002.

Meng, J.-H., Wang, X.-D., & Zhang, X.-X. (2013). Transient modeling and dynamic characteristics of thermoelectric cooler. Applied Energy, 108, 340–348. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.03.051.

Alaoui, C. (2011). Peltier thermoelectric modules modeling and evaluation. International Journal of Engineering, 5, 114–121. https://www.researchgate.net/publication/228865590.

Chavez, J. A., Ortega, J. A., Salazar, J., Turo, A., & Garcia, M. J. (б. д.). SPICE model of thermoelectric elements including thermal effects. У 17th IEEE instrumentation and measure-ment technology conference. IEEE. https://doi.org/10.1109/imtc.2000.848895.