Säkringar som brinner, mystiskt

[AndersG]

Sitter i matningen till stegmotorstyrkorten. 25A. Kortn matas av 27V och toppströmmen är ca 15A, dock finns ett överlagrat (22kHz) rippel från styrningen.

Någon som kan förklara vad som händer?

20151229_200852.jpg

[Danny]

Jag skulle testa att byta säkringshållaren.
Vid de strömmarna behöver det inte till så mycket glappkontakt
förrän säkringen överhettar.

[TomasL]

Ja det ser faktirkt ut som att det blir överhettat i sockeln, kanske en annan typ av sockel vore bättre.

[AndersG]

Jo, eller helt annan typ av säkring. Förslag?

[TomasL]

Glasrör/Keramisk med vettig hållare.
Om de inte är kortmonterade så är det enklare, finns DIN-skenemonterade hållare för porslinssäkringar (typ sådan det är i DMMer av högre kvalitet)

[AndersG]

Nä, de sitter i ett skåp.

[TomasL]

http://www.nordel.se/files/dokument/ne1140.pdf
Till exempel, eller vanliga DIAZED

[Swech]

Men säkringen till vänster ser väl ut som att själva säkringstråden blivit riktigt varm och inte hållaren i sig,
Metallen borde ha svartnat om det var glapp i hållaren.

Oavsett så verkar det vara fel typ av säkring till det hela

Swech

[AndersG]

Vi har nu bytt till vanliga "bil/båt-säkringar":


Kopplade in en shunt och tittade på strömmen. Den är nominellt 5A i viloläge med min Fluke 8580A. Det intressanta är att ifall jag sätter fluken i AC-läge och True RMS så visar den flera hundra ampere, nåväl:

PRINT_06.jpg

Nedre kurvan är spänningen på shunten. Jag var för harig att koppla skopet direkt över och för lat för att flytta shunten till jordänden, så jag mätte på båda sidor och lät skopet subtrahera. Det är den övre kurvan. Utspänningen från nätdelen är 27V.

Så även om medelströmmen är ganska human så pumpar korten en hel del ström fram och tillbaka. Sådär +/- 100A i topparna. Tydligen gillar inte alla hållare det och definitivt inte automatsäkringar. Frekvensen är 20kHz vilket är switchfrekvensen på drivkortet.

[YD1150]

De säkringar som var grillade brukar ofta vara av aluminium och det ger inte alltid så bra kontakt.
Måste vara någonting i säkringshållaren som mer eller mindre skär in i metallen utan oxid emellan för
att det ska ge bra kontakt. Aluminiumoxid isolerar rätt bra (tänk på tändstiftsisolatorer - den vita delen på ett tändstift)
Hade sådana till batterier och solceller men det fungerade sådär, hade batterierna i jordkällaren - inte helt torrt mao.

[xxargs]

Att det är högfrekvens med i bilden är nog en orsak till att beteendet inte är som förväntat - Jag har liknande erfarenhet med (fyrkantvåg)växelriktare där det höll på att bränna kabelstammen så att det började ryka plast i fordonet utan att säkringen gick och där var det också väldigt höga pulsströmmar vid omslag (pga. kapacitiv 'front end' på EMI-skydden på utrustning) men låg medelström som spökade till det hela. Sedan dess så vill jag helst använda sinus-växelriktare i fortsättningen när man skall driva 230V apparater från 12V källor...

En av orsaken är nog att skinneffekten vid högfrekvens gör att strömmarna koncentreras mer på ytorna i ledare och kontakter och tränger inte in i djupet på ledarna av elektromagnetiska orsaker - dvs den aktiva arean är mycket mindre än det som är märkt på kabeln. Höga pulsströmmar gör också att värmeutvecklingen ökar kvadratiskt med strömmen och med mycket mer värmeutveckling på liten volym vid dålig kontaktpunkt än motsvarande samma medelström med likström, och av någon anledning verkar inte säkringstråden vara den delen som värms mest, alternativt kyls bättre än någon punkt nere vid (dom inte så bra) kontaktytorna och plast omkring dessa börja smälta och för det mesta ger ännu sämre kontakt och det blir ännu varmare och det hela eskalerar...

Är man på 20 kHz området och med övertoner inräknat så går strömmen i stort sett bara på ytan av även en ganska kraftig kabel/ledare/skena (inträngningsdjupet är då 461 µm, vid 60 kHz nere vid 266 µm på en kopparledare/yta - dvs. effekten av 20 kHz på en 1 mm diameter-ledare så används inte 0.078 mm diameter i centrum a kabeln för att leda ström och kunde lika gärna vara urborrad, vid 60 kHz så är det hela 0.46 mm i diameter som inte är aktivt).

Det ger att ytbelastningen runt en kontaktställe ökar ju högre frekvens eftersom strömmen går allt ytligare när det sprider ut sig från kontaktpunkten och mer värme bildas vid samma ström.

Genom att använda kopparband i stället för cirkulära ledare så så nyttjar man ledarna bättre vid större strömmar och höga frekvenser

Också använda Litz-trådlösningar (många parallella ledare där varje ledare/kardel är isolerad gentemot varandra) är också en lösning för att nyttja koppararean bättre i en kabel.

[svanted]

tror mera på slappa kabelskor i säkringshållaren.
och kanske även förtennade på båda sidor...

[MiaM]

Swech: Plasten har ju deformerats. Månne "obrännbar" men av värme deformerbar plast?

Jag håller med TomasL att vanliga Diazed är inte så tokiga. I många år framöver kommer det gå att få tag på vanliga 25A-proppar.

AndersG: Intressant att du kallar den nya för "vanlig bil/båt-säkring", jag hade kallat den gamla för vanlig bilsäkring medan jag har nog aldrig sett den nya

[Swech]

Titta på den vänstra säkringen.
Vart är det svart?
Vart har det varit varmast?
Där tråden är, inte i flatstiften

Swech

[svanted]

du har nog rätt...
men kan ju testa hur varma 25A blir vid långvarigt 15A.
hur bra ventilerat är skåpet? sitter de inklämt med dålig luftcirkulation kan det ju bli hett.