Home Forum Scrivi una domanda di elettronica Dimensionamento fusibile alimentatore

Questo argomento contiene 10 risposte, ha 4 partecipanti, ed è stato aggiornato da  alemi 7 mesi fa.

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  • #60549

    Adg.Qaz
    Membro

    Salve,

    sto costruendo un alimentatore variabile da 0 a 30V, 15A

    Vorrei dimensionare un fusibile come protezione da sovracorrenti.

    Sono un po confuso potreste darmi una mano con i calcoli?

    Ovviamente questo devo posizionarlo a monte del trasformatore (nel primario) giusto?!

    #75447

    gfranco78
    Partecipante

    Si, va a monte del trasformatore.

    #75448

    gfranco78
    Partecipante

    Non ho capito che cosa devi dimensionare, i fusibili da 15 A esistono…

    #75451

    Xewer
    Membro

    Buon giorno a tutti,

     

    rispondo alla domanda sul fusibile, innanzitutto (per come farei io)  bisogna capire se si vuole proteggere il primario o il secondario del trasformatore, in genere si sceglie di proteggere tutti e due.

    Nel caso si desidera proteggere il primario occorre inserire il fusibile tra la rete e il primario del trasformatore.

    Per dimensionare correttamente il fusibile sarebbe consigliabile misurare gli Ah assorbiti dal trasformatore applicando un amperometro al posto del fusibile e misurare quanti Ah passano in alternata con un carico di 15 Ah applicato all'uscita dell'alimentatore, diciamo che un fusibile con  un valore del 10% in più è tollerabile, ma dipende anche se il fusibile è "veloce" o "lento".

     

    Volendo proteggere il secondario sarebbe meglio inserire due fusibili: uno tra trasformatore e circuito di raddrizzamento (se va in corto il ponte diodi si evita di bruciare il secondario) e un altro fusibile dopo il circuito di raddrizzamento per proteggerlo da corti sulla  linea di CC.

     

    Si fa presto a dire fusibile, ma la letteratura è molto vasta ed è oggetto di studio continuo da parete di grandi aziende, basta pensare ai fusibili per la protezione delle grandi reti elettriche colpite da fulmini.

     

    Esistono molti tipi di fusibili ed elenco solo alcuni dei più comuni:

    - Fusibile tradizionale Fast o Slow

    - Fusibile termico a reinserimento manuale

    - Fusibile  a ripristino automatico

    - Fusibile PTC

     

    Di solito sono questi che si usano per gli alimentatori, ognuno di questi fusibili ha funzioni  diverse.

     

    A concludere per dimensionare velocemente un fusibile  senza perdere tempo, la soluzione migliore è inserire un amperometro al posto del fusibile stesso, il valore indicato corrisponde  al valore del fusibile da applicare più una piccola percentuale in più per non causare bruciature frequenti.

     

    Comunque il fusibile per quanto possa apparire una cosa semplice in realtà è un elemento di grande importanza che va tenuto in grande considerazione, spesso un fusibile del valore di pochi centesimi protegge apparecchiature molto costose e delicate, molto spesso i guasti per i quali un apparato va in assistenza sono individuabili proprio nei fusibili.

     

    Spero di aver dato qualche indicazione utile al tuo lavoro, se desideri altri chiarimenti, puoi contattarmi in qualsiasi momento.

     

    Grazie a tutti per l'attenzione.

     

    Xewer

     

    #75477

    alemi
    Membro

    Mi permetto di correggere Xewer, la corrente si misura in A e non in Ah (che invece è energia elettrica).  Sicuramente 3,15 A su primario NON rapido,in quanto alla prima accensione c'è il picco di corrente di carica dei condensatori elettrolitici posti subito dopo il ponte.

    Il calcolo di massima è questo: 30V x 15A= 450W max erogati sul carico e quindi sicuramente richiesti alla rete (più le perdite di rendimento totale dell'alimentatore). 450W sono circa 2A assorbiti alla tensione di rete. Considerando perdite e picco di carica dei condensatori di filtro + margine ingegneristico di sovraccarico consiglio un fusibile RITARDATO da 2,5A o 3,15A(meglio).

    #75478

    alemi
    Membro

    Precisazione:  gli  Ah si misurano in Coulomb ed indicano la carica elettrica.Ho scritto energia elettrica (che invece sono Wh)  associando mentalmente la grandezza al sistema di catalogazione delle batterie ricaricabili che usano appunto gli Ah per indicare la propria capacità energetica (sistema usato anche in quelle delle auto). 

    #75481

    Xewer
    Membro

    Buon giorno a tutti e grazie per le risposte.

    Il mio post riguardo il fusibile è stato inserito solamente per provare a dare un aiuto all’utente, un semplice suggerimento per testare nell’immediato la portata del/dei fusibili da tenere in considerazione.

    Non sono entrato nel merito progettuale perché non ho nozioni sufficienti, ma ho la certezza che la misura amperometrica può aiutare con ragionevole margine di sicurezza a stabilire il valore da installare.

    L’utente chiedeva aiuto per fare i calcoli dei valori, forse non cercava un metodo “pratico” certamente meno professionale come ho suggerito io.

    In ogni caso, anche da parte mia sono molto interessato a conoscere le modalità di calcolo dei fusibili e leggerò con molta attenzione ogni suggerimento.

    A proposito di Ah e A, prendo spunto dalla Sua risposta per sapere se mi può aiutare a capire il perché sugli accumulatori viene riportata la dicitura Ah.

    A mio modesto parere, quando leggo l’etichetta di un accumulatore trovando scritto ad es. 12 Ah mi viene da pensare che quell’accumulatore eroga 12 Ampere/ora, ma tutti sappiamo che non è così, infatti l’erogazione di un accumulatore non è costante. È corretta questa interpretazione? O sarebbe più giusto indicare la capacità di un accumulatore piuttosto che un valore che rimanda a un amperaggio/ora? Forse sbaglio, ma in tanti anni di utilizzo di accumulatori ho imparato che a conti fatti un accumulatore si dimostra tanto più efficiente se valutato in capacità, piuttosto che in Ampere/ora.

    Paragone forse inadeguato: se predo un amperometro la scala è in Ah ed è corretto perché quando vado a leggere lo strumento in fase di misurazione (ad es. tra alimentatore di rete e lampadina) so che in quel circuito stanno passando per es. 3 Ah in maniera costante.
    Se invece il circuito è composto da accumulatore e lampadina, vedo che l’amperometro inserito nel circuito segna sempre meno Ah ogni minuto che passa
    Nel mio piccolo ho difficoltà a trovare relazione tra gli Ah realmente in transito in un circuito e gli Ah dichiarati sull’etichetta di un accumulatore, come è giustificata l’indicazione di una corrente oraria dichiarata sull’etichetta di una batteria se questa non è, e non può essere costante nel tempo?
    Un’altro esempio forse inadeguato: sui condensatori elettrolitici (stretti parenti degli accumulatori) vengono scritti i Farad e non Farad ora.

    Non desidero essere frainteso e non voglio nemmeno insegnare nulla, la mia è solo una richiesta di aiuto, scrivo questo perché sono confuso su questo argomento e spero che qualcuno possa aiutarmi a capire e ampliare le mie conoscenze in questo settore che mi interessa molto.

    Ringrazio per il contributo di tutti gli utenti esperti di questo forum.

    Grazie a tutti

    #75483

    alemi
    Membro

    Allora, se in un accumulatore c'è scritto 12Ah,vuol dire che è in grado di erogare 12A per un ora,dopodichè  esaurisce la sua capacitàdi erogare corrente. La corrente misurata dal tuo amperometro è una corrente istantanea,quindi A,se invece la misuri e rimani a misurarla per un'ora,allora hai letto  Ah, che infatti indica una corrente istantanea erogata  per un'ora. In pratica,facendo un esempio geometrico,mentre la corrente A  è l'altezza di un rettangolo,il tempo h è la sua base. Gli Ah indicano l'area di questo rettangolo..ecco quindi la differenza tra A e Ah. E' chiaro che la capacità di un accumulatore indica questa area,indipendentemente dalle misure di base e di altezza di questo ipotetico rettangolo,che possono variare a piacere mantenendosi,però,in modo che il loro prodotto produca sempre come risultato l'area di partenza (Ah). E' evidente,quindi,che l'accumulatore del tuo esempio,da 12Ah,può erogare 12A per un'ora prima di scaricarsi,ma può anche erogare 6A per 2 ore con lo stesso effetto finale,oppure 1A per 12 ore..il prodotto deve sempre dare 12Ah. Ricapitolando: gli A sono un lato del rettangolo,gli Ah sono l'area delimitata dal prodotto degli A per il tempo trascorso prima di scaricare l'accumulatore. Tenendo conto,poi,che la tensione di uscita dell'accumulatore dovrebbe essere fissa,moltiplicando gli Ah per la tensione di lavoro si ottengogo Wh,che sono energia elettrica (e sono uguali a quelli che paghiamo al fornitore di rete con le bollette di casa). I condensatori non sono generatori,si caricano e scaricano in modo esponenziale e non sono adatti a funzionare come accumulatori,salvo che per correnti bassissime,dove la carica Q,rispetto alla tensione di uscita V,ha un valore tale da riuscire a mantenere la tensione di uscita per un tempo prestabilito prima di precipitare a valori molto bassi. La grandezza che esprime questo rapporto Q/V si chiama capacità C  ed è espressa in Farad (unità molto grande,si usano sottomultipli).

    #75485

    Xewer
    Membro

    Buon giorno e grazie per la spiegazione, cercherò di capire tutto ciò che mi ha scritto.

    Una cosa non mi è chiara: io fin’ora non ho mai trovato un accumulatore che per un’ora di seguito mi da gli Ampere “di targa” oppure per 2 ore la metà degli Ampere e via di seguito. L’erogazione ( volt e ampere) comincia a diminuire nello stesso momento in cui applico il carico pari a quanto dichiarato dal costruttore, a differenza di un alimentatore che un volta applicato il carico per il quale è predisposto eroga la medesima potenza per un tempo indefinito (Ampere continuativi per x ore)
    È questo il motivo per il quale ho questo dubbio.

    Ovviamente se tutti i costruttori imprimono Ah ci sarà un motivo, ma al lato pratico, non so perché non sono riuscito mai a rilevare tale continuatività, nemmeno per dieci minuti.

    Ovviamente i condensatori sono altra cosa (F microF, picoF) si caricano e scaricano in modo diverso, io li uso (da 2 Farad) in abbinamento agli accumulatori Pb/gel per accollare le correnti di picco ai condensatori stessi, in questo modo aumento l’autonomia di un sistema a Pb/gel almeno del 25%

    Studierò al meglio la Sua risposta in quanto mi sono prefissato di capire la questione delle capacità dichiarate sugli accumulatori, anche se per ora mi sento ancora confuso per il fatto che non sono mai riuscito a ottenere da un accumulatore una curva di erogazione costante nel tempo che giustifichi la dicitura Ah.

    La ringrazio ancora cordialmente.

    #75486

    alemi
    Membro

    Gli accumulatori NiCd o NiMH dovrebbero mantenere la tensione di uscita praticamente costante fino a poco prima della scarica totale. Un problema diverso è invece la corrente massima erogabile,che è finita ed indicata, per esempio, nelle batterie delle automobili. Ne ho una qui vicino e leggo " 12V 50Ah 450A".Ebbene, la capacità della batteria (area del rettangolo precedente o quantità di carica) è di 50Ah,ma la corrente massima erogabile non può essere superiore a 450A,mentre invece se intendessi prelevare 500A  per un decimo di ora (6 min) mi aspetterei di rientrare ancora nei 50Ah dichiarati..questo limite è costruttivo e superandolo la tensione scende sotto il valore nominale.Bisogna tenere conto anche che un accumulatore che va scaricandosi in pratica non fa altro che aumentare la propria resistenza interna a valori tali per cui,richiedendo corrente, essa crea una caduta di tensione che va a sottrarsi dal valore nominale e quindi la tensione di uscita scende sensibilmente. Per capire se un accumulatore è davvero carico bisogna sempre verificare la tensione di uscita quando il carico è collegato,altrimenti gli effetti della ri  non si vedono. Le batterie Pb/gel non esulano da tali leggi fisiche e quindi spesso il rettangolo di cui parliamo è in realtà un trapezio,in cui la tensione di uscita tende un pò a diminuire con lo scorrere del tempo,a meno di non limitare la corrente istantanea richiesta,ripristinando la tensione nominale.Altri limiti sono dovuti alla qualità costruttiva dell'accumulatore.

    #75487

    alemi
    Membro

    Dimenticavo: un alimentatore ha invece una resistenza interna (o resistenza di uscita)  fissa,ciò vuol dire che se è progettato per erogare grosse correnti essa sarà molto piccola (frazioni di Ohm),se invece è un alimentatore giocattolo si verificherà l'effetto di veder diminuire la tensione di uscita all'aumentare del carico perchè,anche se stabilizzato,superando la corrente massima di progetto la tensione di uscita diminuirà inesorabilmente…come in un accumulatore scarico…

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