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Dimensionamento di fusibili

Posted in hardware by jumpjack on 10 settembre 2019

Qualche anno fa, quando ho rifatto da zero l’impianto elettrico dello scooter elettrico Ecojumbo 5000, ho avuto delle belle difficoltà a trovare normative e specifiche su come dimensionare correttamente fusibili per alte correnti continue.

Ecco ora un documento che fa un po’ di luce sulla questione:

https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_fuseology_selection_guide.pdf.pdf

 

  • Parametri del circuito
    • Corrente nominale (normal operating current)
    • Corrente massima di guasto (maximum fault current)
  • Parametri del fusibile
    • Tensione massima di lavoro (voltage rating)
    • Corrente nominale (“current rating”)
    • Corrente di corto circuito o Corrente di rottura o Corrente di sovraccarico (“short circuit rating” o “breaking capacity” o “interrupting rating”)

La corrente di corto circuito del fusibile deve essere maggiore o uguale della corrente massima di guasto del circuito, in modo che sia impossibile far scorrere nel circuito una corrente superiore alla sua corrente massima di guasto.

CCC >= CMG


Data la corrente nominale indicata nel datasheet, un fusibile non deve essere attraversato da più del 75% di questa corrente; o, detto al contrario, se devo permettere il passaggio di una corrente I in un circuito, il fusibile deve avere una corrente nominale di almeno I/0.75. Il valore 0.75 va poi moltiplicato per il fattore di derating dovuto alla differenza di temperatura rispetto alla temperatura ambiente, graficato nel datasheet.

Questo però è valido a 25°C in spazio aperto, condizioni standard utili solo per confrontare componenti diversi; bisogna però tenere conto del derating, ossia del cambio dei valori di specifica, al variare delle condizioni ambientali, essendo per definizione i fusibili componenti estremamente sensibili alle temperature.

Tensioni tipiche di specifica dei  fusibili sono: 32V, 63V, 125V, 250V e 600V. Il comportamento di un fusibile resta lo stesso al variare della tensione nel  range ammesso, mentre cambia molto al cambiare della corrente. Il documento non specifica come rapportare la tensione di lavoro in corrente continua con quella in corrente alternata, ma è presente un elenco di vari fusibili per i quali sono indicate le tensioni massime di lavoro sia in continua che in alternata, dai quali si evince che la tensione continua tollerata da un fusibile è 5 volte più grande di quella tollerata in regime di corrente alternata.

Il parametro principale per dimensionare un fusibile è quello che lo fa rompere: “overload current” o “corrente di sovraccarico“, che però non va mai da sola, ma è accompagnata dal tempo di apertura o tempo di rottura, cioè per quanto tempo può scorrere quella corrente nel fusibile prima che questo si fonda e apra il circuito. Questi due parametri del fusibile dipendono dalla “maximum fault current” (corrente massima di guasto) del circuito, cioè la corrente massima che si prevede possa scorrere nel circuito in caso di guasto.

 

 

 

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Diario elettrico Ecojumbo 5000 – 22/marzo/2016: fusibili e pulizie

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000 by jumpjack on 22 marzo 2016

Mi sono dato un po’ alla “pulizia” del sottosella… cioè ad accorciare un po’ dei fili, cavi  e cavetti che lo affollano (sembra un nido di serpenti!). Non ho ancora finito, ma pian piano sto:

  • accorciando i cavi di potenza
  • coprendo i capicorda con guaina termorestringente
  • fissando i cavi con fascette

Ho anche installato due piccoli fusibili da 500 mA, uno che alimenta la centralina (che assorbe 140 mA, filo PWR) e uno che viene dall’acceleratore (40 mA); me ne manca uno da 5A per la resistenza di precarico, che assorbe 2A; non ho fatto in tempo ad installarlo perchè mi ha sorpreso la notte… il che mi ha permesso di accorgermi che c’è un qualche filo collegato a rovescio! Quando metto in avanti l’interruttore di sicurezza sul manubrio in modo da disattivare il motore… il motore si disattiva, ma si accende la luce di STOP! Quindi sono 2 settimane che circolo con lo stop acceso…

Quindi forse è per questo che quando freno non si spegne il motore! Perchè attualmente quando lo stop è ACCESO il motore GIRA! Ma allora dovrebbe NON girare quando non freno?!? Ma allora non girerebbe mai…

Devo studiarmi bene il flag sul SW della centralina e misurare la tensione che arriva al filo BRK SWITCH e al BRK PEDAL della centralina…

Comunque, riepilogo per comodità i fusibili necessari:

Segnale:

  1. Acceleratore: 5V/40mA – fusibile 500 mA EDIT –> si è bruciato subito...
  2. Alimentazione: 70V/140 mA – fusibile da 500 mA  EDIT –> si è bruciato subito..
  3. Resistenza precarico: 12V/2A – fusibile da 5A  EDIT –> si è bruciato subito..

 

Potenza:

  1. Batterie: 2 x 70V/18Ah/36A – 1 fusibile da 100A per ogni batteria
  2. Fasi: 3 x 70V/140A – Fusibili da 400A
  3. Sistema: 70V/140A – Fusibili da 400A
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Diario elettrico Ecojumbo 5000: Fusibili di potenza e portafusibili

Posted in Diario elettrico Ecojumbo 5000 by jumpjack on 10 marzo 2016

Voglio installare dei fusibili anche sulle batterie dell’Ecojumbo, oltre che sulla centralina, e sto cercando un po’ in giro, ecco qualche appunto:

  • 2 batterie in parallelo da 60V
  • ogni batteria è da 18Ah
  • motore da 5000W
  • 5000W/90A continui a 90 all’ora
  • 4000W/70A per andare da 0 a 50 km/h in 5 secondi

Quindi ogni batteria deve sopportare al massimo 45A (non che gli faccia bene…)

Quindi i fusibili devono essere da ALMENO 50A, ma ovviamente vanno sovradimensionati; forse da 100A vanno bene.

Per ora ho trovato i BF1 a 58V, che esistono in tagli da 30A a 200A:

Però il datasheet dice che con corrente del 200% durano dai 3 ai 100 secondi; bisogna arrivare a correnti del 300% per avere un tempo di intervento di 3 secondi. Quindi probabilmente basta un 60A, che cioè “salta” dopo 3 secondi a 180A.

Qui ci sono i portafusibili, ma devo capire prima se quelli che ho comprato, che non vanno bene per certi fusibili che ho comprato, in realtà vanno bene per questi, che hanno dimensioni 12.0 x 41.6 x 8.0 mm.

Questi sono i portafusibili che ho:

 

Si chiamano MTA 0300380.

L’area delimitata al centro è lunga 30mm e larga 20 mm, quelle circostanti 16×20, e il centro di queste ultime, che dovrebbe corrispondere alla distanza tra i due buchi del fusibile, dista 51mm, mentre le estremità distano 67mm.

Quindi dovrebbe poter ospitare fusibili con queste caratteristiche:

  • Lunghezza: 67 mm
  • Distanza buchi: 51 mm
  • Larghezza: 20 mm

 

In un fusibile BF1 abbiamo:

  • Lunghezza: 41.6 mm
  • Distanza buchi: 30 mm
  • Larghezza: 12mm

Quindi direi che i miei portafusibili non sono compatibili coi fusibili BF1. 😦

Vediamo invece i BF2:

  • Lunghezza: 67.3mm
  • Distanza buchi: 51mm
  • Larghezza: 17mm

Sembra che abbiamo una corrispondenza esatta! 🙂

Solo che i BF2 partono da 100A, e “saltano” dopo 5s a 350A o 1s a 600A… Non è che sia proprio l’ideale.

EDIT: in più reggono solo 32V rispetto ai miei 60-70, quindi non ci siamo.

Vediamo invece i PUDENZ:

Questo è da 80A, e salta dopo 2 secondi a 320A: http://it.rs-online.com/web/p/fusibili-per-uso-automobilistico/2260872/

Le dimensioni sono:

l226084-01

Cioè:

  • Lunghezza: 82 mm
  • Distanza buchi: 60 mm
  • Larghezza: 15 mm ?

Sovrapponendolo a un’immagine in scala del mio portafusibili, si vede che purtroppo non c’entra:

fusibili

Però su RS non ci sono portafusibili “in linea” per i fusibili “pudenz”, solo dei portafusibili scoperti!