Tiristore Fuso - Capire Il Motivo

[Serlon]

Buongiorno.

Un paio di giorni fa, in seguito ad un allarme macchina, ho trovato all'interno del quadro elettrico un tiristore fuso, con conseguente sgocciolamento di plastica verso il basso e fuliggine verso l'alto.

La situazione è questa: si tratta di una parte di tunnel di decontaminazione che ha 3 resistenze atte a mantenerlo in un determinato range di temperatura. Il ramo che alimenta le 3 resistenze è così composto:

Alimentazione trifase 380Vac;

Gruppo fusibili 50A;

Contattore di comando;

Gruppo fusibili 63A.

Da qui le tre fasi si dividono:

La fase L1 arriva direttamente ad una resistenza R1.

La fase L2 passa da un tiristore N2 e poi arriva alla restistenza R2.

La fase L3 passa da un tiristore N3 e poi arriva alla restistenza R3.

I tiristori N2 e N3 sono entrambi comandati dalla solita uscita del Plc. Non posso vedere il programma del Plc, ma sembra evidente che i due tiristori abbiano il compito di modulare la temperatura in seguito ad una lettura fatta da un sensore termico. La frequenza di lavoro dei tiristori è piuttosto bassa, facilmente visibile ad occhio e quindi di certo non superiore alla frequenza di rete.

Non ho foto da allegare, ma posso dire che il tiristore è bruciato per un tempo piuttosto lungo, visti gli sgocciolamenti e la fuliggine. Ad interrompere la fusione è stato il fusibile (quello da 63A) che è saltato probabilmente in seguito ad un cortocircuito dovuto proprio alla fusione.

Adesso sono a cercare le cause del guasto, visto che (mi dicono) è già la terza volta che accade in 5 anni, su tiristori diversi ma con la stessa applicazione.

Un corto circuito avrebbe fatto saltare il fusibile prima di provocare la fusione del tiristore, quindi mi chiedo se il guasto possa essere dovuto ad una sovracorrente. Il tiristore era un Halbleiterrelais J 433245 A, cioè da 45A, mentre il fusibile più sensibile è da 50A, ma trovo difficile che una corrente inferiore ai 50A possa aver fuso un tiristore in grado di lavorare a 45A.

Alla fine mi chiedo, anzi Vi chiedo, cosa mi sfugge. Cosa può avere causato un danno del genere?

Vi ringrazio

[gabri-z]

Buona sera a tutti !

1. Le resistenze sono identiche ?

2. Sono collegate a "stella" con neutro ?

3. Siamo certi che si tratta di un tiristore ? ;cosa può sgocciolare da un tiristore ?

[Serlon]

Ciao! Allora:

1. Le resistenze sono identiche.

2. Sono collegate a stella senza neutro

3. Lo schema elettrico parla di un tiristore. In rete ho trovato lo schema interno in un sito tedesco, e a quanto pare (non capisco il tedesco!) è un tiristore triac optoisolato. Ciò che fonde e sgocciola è la plastica che lo contiene (guarda qui l'immagine: http://www.ebay.com/itm/Halbleiterrelais-J-433245-/110984986628 )

[Livio Orsini]

Per prima cosa i fusibili dovrebbero essere extra rapidi, secondariamente se la corrente RMS massima dello SSR è di 45A, il fusibile per essere efficace deve avere una corrente di intervento <= 45 A. Il fusibile da 50A protegge solo la linea di alimentazione.

Poi sarebbe meglio se tu potessi pubblicare lo schema di collegamento ed valori dei resitori o le correnti massime che gli interruttorri statici devono commutare.

Per la sostituzione puoi usare benissimo qualsiasi relè statico aventi caratteristiche simili o migliori.

PS Tyristore è equivalente a SCR, ovvero a diodo controllato. un Triac è un poco differente.

[Adelino Rossi]

fatto salvo quanto detto da livio

mi sembra un circuito strano, trifase a stella senza neutro dove due le fasi si aprono in modo indipendente e la terza rimane fissa

non sarebbe possibile collegare il centro stella al neutro? che mi sembra più normale.

diventerebbero tre circuiti monofasi indipendenti.

i tiristori sono montati sulle loro piastre di raffreddamento dimensionate correttamente?.

Thyristore

sarebbe consigliabile utilizzare gruppi di controllo completi di pilotaggio, protezione e raffreddamento.

[Livio Orsini]

mi sembra un circuito strano, trifase a stella senza neutro dove due le fasi si aprono in modo indipendente e la terza rimane fissa

No Adelino, ci sono applicazioni dove questa topologia circuitale è normale. Serve per modulare a gradini la potenza riscaldante. Chiudi tutte e 2 i rami ed hai la massima potenza con tutte e 3 i resistori energizzati; apri un ramo ed hai solo 2 resistori energizzati. Chiaramente il sistema diventa asimmetrico e squiilibrato, ma è un modo, un po' rozzo, per regoalre le temperature.

[Serlon]

Ragazzi, vi ringrazio davvero tanto per l'interessamento!

Dunque:

Per prima cosa i fusibili dovrebbero essere extra rapidi, secondariamente se la corrente RMS massima dello SSR è di 45A, il fusibile per essere efficace deve avere una corrente di intervento <= 45 A. Il fusibile da 50A protegge solo la linea di alimentazione.

Sono d'accordissimo ed è la prima cosa che ho detto. Inoltre credo che non sia poi molto protetta neanche la linea, visto che ha condutture di 10mm di sezione.

Poi sarebbe meglio se tu potessi pubblicare lo schema di collegamento ed valori dei resitori o le correnti massime che gli interruttorri statici devono commutare.

Tornerò a lavoro lunedì pomeriggio, ma per adesso posso dirti che abbiamo misurato la corrente effettiva che dopo la sostituzione del tiristore non è mai salita sopra ai 27A. Il tiristore era da 45A.

PS Tyristore è equivalente a SCR, ovvero a diodo controllato. un Triac è un poco differente.

Livio, ammetto la mia completa ignoranza perchè non ho MAI lavorato con i tiristori. Ho soltanto qualche ricordo scolastico, quindi di 20 anni fa

Credevo comunque che i tiristori potessero essere SCR o Triac, ma mi fido delle tue parole!

Per quanto riguarda il trifase senza neutro, dato che le due resistenze regolate dai tiristori sono comandate dalla solita uscita del Plc, il circuito non lavora mai con due resistenze energizzate. Del resto mettere un terzo tiristore sarebbe stato inutile visto che in assenza di un ritorno anche il terzo ramo resta aperto.

Come dicevo:

Un corto circuito avrebbe fatto saltare il fusibile prima di provocare la fusione del tiristore, quindi mi chiedo se il guasto possa essere dovuto ad una sovracorrente. Il tiristore era un Halbleiterrelais J 433245 A, cioè da 45A, mentre il fusibile più sensibile è da 50A, ma trovo difficile che una corrente inferiore ai 50A possa aver fuso un tiristore in grado di lavorare a 45A.

Al di là del dimensionamento errato del fusibile, non vi pare comunque strano che una corrente compresa tra i 45A e i 50A possa aver fuso completamente il componente? Non dovrebbe aver soltanto rotto la parte elettronica senza fondere il rivestimento in plastica?

Perchè sottolineo che non si tratta di un caso isolato: è la terza volta in 5 anni!

Grazie ancora

[Livio Orsini]

Io sono propenso a pensare ad un innalzamento della temperatura oltre al livello sopportabile dal rivestimento plastico.

BIsogna verificare bene il foglio tecnico degli SCR impiegati, perchè suppongo si tratti dei 2 classici SCR in antiparallelo. Se 45A sono il valore limite di corrente RMS è necessario verificare anche la R_termica prevista. Se hai misurato 27A RMS, tabhbondantemente al di sotto del valore limite, però è necesario veriifcare la R_tj-a per quella corrente.

La mia sensazione è che il dissipatore non sia sufficiente, o che ci siano casi di corrente maggiore, con aumento della temepratura sino ai limiti di innesco della valanga termica. Così ad occhio mi sembran piccoli per quei valori di corrente. Fai un paragone con queli del link di Adelini; sono prodotti che conosco da decenni e che ho usato senza mai avere problemi particolari.

Non credo si tratti corto circuito, ma di eventuale riduzione dei valori di R oltre i limniti di tolleranza. Comunque bisognerebbe verificare bene il circuito nelle con dizioni di lavoro.

Del resto mettere un terzo tiristore sarebbe stato inutile visto che in assenza di un ritorno anche il terzo ramo resta atualmenteperto.

Concettualmente è corretto; rimane una circuitazione poco sicura.

Credevo comunque che i tiristori potessero essere SCR o Triac, ma mi fido delle tue parole!

E' solo una nomenclatura convenzionale: SCR,Tyristor (tiristor), diodo controllato sono tutti nomi per un medesimo dispositivo. Triac, invece indica un dispositivo che effettua le funzioni simili a 2 SCR in antiparallelo.

Modificato: 13 ottobre 2013 da Livio Orsini

[Serlon]

Ti ringrazio Livio, farò le verifiche che mi hai consigliato e vi farò sapere appena possibile.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

mi sembra un circuito strano, trifase a stella senza neutro dove due le fasi si aprono in modo indipendente e la terza rimane fissa

non sarebbe possibile collegare il centro stella al neutro? che mi sembra più normale.

Probabilmente il calore generato dalla resistenza "fissa" sarebbe tropo se alimentata sempre. Nel modo scelto da loro risparmiano un relè ed il suo pilotaggio e controllano indirettamente anche la resistenza fissa .

[Mirko Ceronti]

Prova a misurare la caduta di tensione ai capi del relè statico quando è chiuso, ovvero quando riceve il comando per attivare la resistenza.

Saluti

Mirko

[Mario Maggi]

Serlon,

se decidi di proteggere i semiconduttori con fusibili extrarapidi, ricorda di dimensionarli sui valori di I2t dei tisristori e non sul solo valore della corrente.

Ciao

Mario

[Serlon]

Allora, ascoltando anche l'esperienza del fornitore della macchina, abbiamo poi imputato il problema alla qualità bassa del tiristore in oggetto. Loro stessi lo hanno eliminato dal loro standard, sostituendolo con un Gavazzi

http://www.productselection.net/PDF/UK/rjcs.pdf

Qualcuno di voi ha mai utilizzato questo prodotto?

[Livio Orsini]

Per le mie passate esperienze è un buon prodotto, come lo è quello del link di Adelino.

In effetti solo osservando le dimensioni quello SSR mi sembrava un po' misero per la taglia.