Diario elettrico Ecojumbo – 20/2/2016: il risveglio!

Sono ormai diversi mesi che il mio povero Ecojumbo 5000 è fermo: dopo una prima rottura della centralina originale (agosto 2015), anche una seconda centralina provvisoria (quella dello Zem Star 45) si è rotta (ottobre 2015). La prima si era fusa per il troppo calore, la seconda è affogata nella pioggia… (alla faccia del silicone che si vedeva fuoriuscire dalle fessure).

Se però il primo guasto si era limitato alla centralina, il secondo si era esteso al motore; e ho quindi passato questi 4 mesi un po’ a cercare di capire come diagnosticare il guasto, un po’ a studiare un modo per aggiustarlo, e un po’ a deprimermi pensando alle spese da sostenere (un motore da 5 kW costa 500 euro).

Fortunatamente è poi giunto in mio aiuto Tennico, utente del forum Energeticambiente, una delle poche persone in Italia che può vantare una certa esperienza in riparazione di scooter elettrici.

Così, ho scoperto che per mia ENORME fortuna il motore Ecojumbo ha dei sensori di hall ridondanti: cioè, ha due gruppi indipendenti di 3 sensori di hall ciascuno! Quindi c’era una discreta probabilità che solo uno si fosse bruciato.

Così, ho cercato su internet schemi elettrici e istruzioni per il test dei sensori di hall.

Purtroppo, nessun test o circuito ha dato i risultati sperati: i sensori di hall sembravano proprio tutti defunti!

EDIT: Forse ho usato una tensione troppo bassa: i sensori lavorano a 5.0V, ma per evitare di bruciare anche gli ultimi rimasti li ho alimentati, per prudenza, con una celletta al litio carica a 4.1V, pensando che al massimo i Led si accendessero un po’ meno; i circuiti che ho trovato indicano invece di usare batterie da 6 o addirittura 9V! 9V rispetto a 5 mi sembrano decisamente tanti… ma con i vecchi sensori qualche prova potrò farla…
Però qualche prova l’ho fatta con l’alimentazione originale da 5V, con gli stessi risultati nulli. Forse le resistenze di limitazione sui LED sono talmente grosse (1K, ma non avevo i 560K indicati sugli schemi) che neanche i 5V bastano? Ma questi sensori che corrente massima tollerano? Impossibile saperlo senza datashheet! Troppe incognite! Per questo avevo lasciato perdere…

Un ultimo barlume di speranza era che non fossero effettivamente tutti guasti, ma fossi io a non saperli testare… E a quel punto è intervenuto di nuovo Tennico: anziché limitarsi a testarli con tester e circuiti vari, ha deciso per un test diretto: connettere direttamente alla centralina il secondo gruppo di sensori, senza circuiti di test intermedi; e, nonostante i collegamenti volanti basati su morsetti a coccodrillo (per non parlare dei fili da 2 mm^2 sulle fasi, quando ci vorrebbero da 25 mm^2…), l’esperimento ha funzionato! Il motore ha finalmente girato, dopo mesi di stasi!

“Ovviamente” non ha girato come si deve: con una combinazione di fasi girava all’indietro, con un’altra girava a scatti, con un’altra girava in avanti assorbendo un’enormità di corrente… Purtroppo ci sono altre 33 combinazioni possibili per fasi e sensori, e solo 2 di esse fanno girare il motore in avanti con i giusti assorbimenti di corrente! Sarei quindi dovuto di nuovo ricorrere all’enorme tabellone di test già usato con la centralina dello Zem, e armarmi di pazienza… oppure sperare nella buona sorte, che mi faccia incappare per caso nella giusta combinazione facendone solo altre 3 o 4. Tanto, non ci sono combinazioni che possano rovinare motore o centralina (a patto ovviamente di non mettere l’acceleratore al 100% per 10 minuti con la connessione sbagliata!)

La fortuna è stata dalla mia parte: dopo solo una decina di test, non proprio a caso ma approssimativamente guidati dalla procedura qui sotto, sono riuscito a trovare la combinazione giusta.

1. Motore bloccato –> invertire due fasi
2. Movimento a scatti –> scorrere le fasi
3. Movimento fluido –> verificare senso di rotazione
4. Rotazione sbagliata –> invertire due sensori e due fasi  e ricominciare

E’ stato così emozionante vedere il motore finalmente girare di nuovo a tutta velocità, che ho tenuto l’acceleratore a palla per 2 minuti, giusto per vedere il motore girare… 🙂 …e anche per verificare se i cavi di potenza scaldano: nonostante lo spessore ridicolo, non sono diventati neanche tiepidi, quindi il collegamento è quello giusto (in caso di coincidenza non del tutto esatta tra sensori e cavi di potenza, un  motore brushless gira, ma assorbe un’enormità di corrente).

Questa volta, per evitare sia problemi di calore che di pioggia, adesso ho montato la centralina “esternamente ma al chiuso”; cioè, nel sottosella, che però è senza fondo, e mezza di fuori. In questo modo si dovrebbe garantire il necessario ricambio d’aria (una centralina da 5000W con 95% di efficienza produce 250W di calore) ma allo stesso tempo riparo dalla pioggia, anche se in teoria la centralina è a prova di pioggia grazie ai 20 euro in più (oltre ai 600 base) che ho pagato per farla impermeabilizzare.

Vari fusibili sia sulle fasi che sui segnali proteggono la centralina da ulteriori eventi sfortunati, insieme a un poderoso contattore da molte centinaia di ampere e a una resistenza di precarico, sperando così che questa volta lo scooter abbia una vita lunga e prospera! 🙂

Al momento non so ancora quanta corrente assorbono i sensori di hall, e quindi che fusibile ci dovrei mettere; vedrò se è possibile misurarla col tester, o se la misura interferisce troppo e impedisce al motore di girare.

Ecco la giusta sequenza dei collegamenti dei sensori di hall di riserva tra scooter e centralina Kelly KEB72801. Purtroppo non posso invece sapere la giusta sequenza dei sensori principali , essendosi bruciati.

Scooter – centralina:

• 1  Rosso – rosso
• 2  xxx – blu/C  (v. figura)
• 3  xxx – giallo/A  (v. figura)
• 4  xxx – verde/B  (v. figura)
• 5  Nero – nero

Il connettore originale del secondo gruppo di sensori di hall; purtroppo i colori non sono ben decifrabili per colpa del flash:

Connettore secondario hall, lato scooter

 

 

 

Altre immagini utili come riferimento:

Ecco infine l’interno del motore; purtroppo non è visibile l’ordine dei colori della serie di sensori di hall di riserva, ma solo quello dei sensori principali:

 

 

Questo è il collegamento originale tra scooter e centralina originale (hall primari):

I collegamenti definitivi per i cavi di potenza (fasi) sono invece:

Sinistra = scooter, destra = Centralina:

• verde –  blu
• blu –  giallo/verde
• giallo –  grigio chiaro

NOTE

1. In caso di collegamenti errati dei sensori di hall e delle fasi, il motore NON si brucia, se si ha l’accortezza di accelerare solo il minimo necessario per vedere se il motore gira “bene” (cioè non vibra, non resta fermo e non gira a retromarcia).
2. Con UNA combinazione il motore gira in avanti, ma  fa scaldare moltissimo i cavi di potenza anche se gira pianissimo: ovviamente NON è la combinazione giusta!

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Sarebbe davvero interessante riuscire a capire la logica secondo cui certe combinazioni fanno girare il motore al contrario, altre non lo fanno girare per niente, altre ancora lo fanno girare faticosamente o a scatti…. ma non riesco a trovare nessun documento, pagina, post o forum che contenga questa informazione!

Però dalla procedura sopra riportata forse si può intuire qualcosa, perchè:

 

1. Il passo 1 sembra dire che se l’ordine delle fasi è opposto all’ordine previsto per gli hall, il motore resta fermo… cosa che sembra logica.
2. Il passo 2 potrebbe significare che se l’ordine di fasi e hall è giusto ma non esattamente “collimato” tra fasi e hall, la rotazione avviene ma non nel modo ottimale: probabilmente perchè ogni avvolgimento dello statore viene, sì, energizzato nella giusta sequenza, ma non al momento giusto, cioè non quando il magnete del rotore è nella posizione prevista per avere il massimo rendimento; e quindi il motore vibra e/o scalda. Probabilmente il motore in questo caso neanche parte, se non si trova già nella posizione giusta.
3. L’ultimo passo equivale a invertire l’ordine di entrambe le sequenze (hall e fasi), che comporta, secondo quella procedura, l’inversione del senso di rotazione.

Da vari ragionamenti visibili qui sotto, sembrerebbe che invertire due lettere equivalga a invertire l’ordine di una sequenza; quindi nel passo 3 si invertirebbe l’ordine di entrambe le sequenze (hall e fasi), il che sarebbe coerente con l’inversione del verso di rotazione.

Quindi la suddetta procedura si potrebbe forse così “integrare” con delle spiegazioni:

1. Motore bloccato –> invertire due fasi (invertire l’ordine della sequenza delle fasi, in modo che sia lo stesso di quello dei sensori; oppure invertire l’ordine dei sensori, allo stesso scopo)
2. Movimento a scatti –> scorrere le fasi  (far coincidere temporalmente l’attivazione dei sensori con l’attivazione degli avvolgimenti)
3. Movimento fluido –> verificare senso di rotazione
4. Rotazione sbagliata –> invertire due sensori e due fasi  e ricominciare (invertire sia l’ordine delle fasi che dei sensori, cioè invertire il senso di rotazione del motore)

 

 

Se ho la sequenza  ABC, posso  ripeterla e scriverla come  ABCABCABCABCABC, o ABCaBCAbCABcabc, ma raggruppando a partire da B o C invece che da A risulta che può essere identificata in tutto in 3 modi(in grassetto qui sopra): ABC,  BCA e CAB indicano lo stesso ordine (le lettere sottolineate “scorrono verso sinistra”, e quella che “esce” da sinistra rientra da destra).
Se ora scambio A con B ottengo  l’ordine bacbACBaCBAcBAC, che nella notazione a 3 lettere ha 3 identificativi equivalenti (v. grassetti): ACB, CBA e BAC ; se si osservano bene le sequenze e si confrontano con le precedenti 3, si vede che si ottengono semplicemente scambiando due coppie di lettere. Solo che poi la sequenza non inizierà più da A, ma da B o da C: è come se ci fosse una traslazione.
Quindi:
scambiare A con B nella sequenza iniziale è la stessa cosa che scambiare C con B o A con C, e in più effettuare una traslazione: scambiare C con B equivale a spostarsi a sinistra di una posizione, mentre scambiare A con B equivale a spostarsi a destra.

Cablaggi dell’acceleratore: