Hauptleiterplatte Vitocal 200-S reparieren

[BM1981]

Hallo zusammen,

mich hatte es jetzt auch getroffen mit meiner Vitocal 200-S BJ2013.

Einer der Lüftermotoren hatte einen Kurzschluss und hat die Hauptleiterplatte mit in den Tod gerissen. Ist ja offenbar kein Einzelfall...

Um die neue Hauptleiterplatte nicht schon bald wieder ins Nirvana zu befördern, habe ich sicherheitshalber den zweiten Motor auch gewechselt.
Die Anlage läuft seit heute wieder 🙂

Hat natürlich eine Stange Geld gekostet - 2x400€ für die Motoren + 500€ für die neue Hauptleiterplatte...

Bevor ich die Leiterplatte getauscht habe, habe ich nur den defekten Lüftermotor und die Feinsicherung getauscht. Danach funktionierte auch die Kommunikation zur Inneneinheit wieder und es wurde lediglich in der Meldungshistorie eingetragen, dass die Lüfter nicht drehen.

Daher gehe ich davon aus, dass die komplette Logik, Mikrocontroller und Kommunikation auf der alten Leiterplatte noch funktionieren.

Ich habe noch nichts gemessen, aber ich vermute einen Fehler im Bereich der Motoranschlüsse. (vielleicht die Optokoppler?) Außerdem ist ein Varistor/Thermistor am Eingang zerstört.

Ich werde mir das ganze mal ansehen - für 500€ kann ich gut und gerne ein paar Stunden investieren.

... und eine reparierte auf Lager zu haben ist ja auch nicht schlecht.
Hat jemand von Euch schon mal eine Hauptleiterplatte repariert? Irgendwelche Tipps?

Nebenbei finde ich es echt übel, dass ein defekter Motor die Hauptleiterplatte zerstört...
Da hätte man sicher Schutzmaßnahmen treffen können, dass das nicht passiert - aber das hätte bestimmt zusätzliche Bauteile für 10 cent benötigt 🙂

Viele Grüße

BM1981

[BM1981]

Hallo zusammen,

mittlerweile habe ich ein paar neue Informationen gesammelt.

Vielleicht gibt es hier noch Interessierte oder jemand, der mithelfen möchte 🙂

Bei den Ventilatormotoren in der alten Serie der Vitocal 200-S handelt es sich um sog. "Resin-Packed Motors". D.h. die Motoren sind komplett vergossen und gekapselt.

Was mit bisher nicht ganz klar war, ist die Anschlußbelegung und Funktionsweise.

Da bin ich jedoch auch auf interessante Informationen gestoßen.

Die Motoren haben eine Elektronik integriert - vermutlich die komplette Treiber-Elektronik (Steuerlogik + MOSFETs).

Siehe Bilder hier:

https://www.nidec.com/en/technology/casestudy/resin_pack_motor/

Zur Anschlussbelegung findet man im Netz leider auch kaum Informationen.

Jedoch habe ich einen interessanten Artikel gefunden:

https://forum.allaboutcircuits.com/threads/reverse-engineering-a-salvaged-pcb-and-brushless-dc-motor...

Das bedeutet:

Wir haben 5 Anschlüsse an den Motoren:

1. Betriebsspannung (310V)

2. GND

3. VCC: sind wohl 15V für die Elektronik

4. Vsp: PWM Signal zur Geschwindigkeitsregelung (über Optokoppler zum Mikrocontroller der Hauptleiterplatte)

5. PG: Tachosignal (über Optokoppler zum Mikrocontroller der Hauptleiterplatte)

Meine Vermutung beim Defekt meines Motors ist, dass es einen Brückenkurzschluss von 2 der 6 MOSFETs gab. Was das für die Hauptleiterplatte bedeutet, kann ich im Moment noch nicht sagen.

Viel kann jedoch aus meiner Sicht nicht defekt sein. Ich werde mal die 15V Versorgung und die Optokoppler prüfen. Die gesamte Logik und Kommunikation zur Inneneinheit funktioniert ja noch.

Wer Tipps oder Ergänzungen hat - gerne immer her damit 🙂

Viele Grüße

BM1981

[divanc]

Hallo

Vielleicht hilft dir das weiter.

https://www.viessmann-community.com/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/vitocall-200s/mp/255868

Schöne Grüße

[BM1981]

Danke, den Thread habe ich schon gekannt!

Werde bei Gelegenheit weiter berichten.

Grüße

BM1981

[WP_Vitocal200]

Hallo zusammen,

ich bin mittlerweile nicht mehr unter @BM1981 hier unterwegs, da ich mich aus mir unerfindlichen Gründen nicht mehr in das Account einloggen konnte. Habe gelesen, dass noch mehr User dieses Forums ein solches Problem hatten...

Bezüglich des Themas habe ich kürzlich mit einem Halbleiter-Experten gesprochen.
Oben hatte ich ja beschrieben, dass die Lüftermotoren ständig an den 310V Gleichspannung hängen und die Transistoren in der Motoransteuerung somit immer diese Spannung anliegen haben.

Kommen jetzt Fehler/Schwachstellen im Verguss dazu und die ganze Sache wird irgendwann undicht, kommt es durch Feuchtigkeitseintritt in die Halbleiter zu Ionenwanderungen aufgrund der anliegenden Spannung.
Somit kommt es über kurz oder Lang zum Ausfall des Halbleiters --> Kurzschluss auf der 310V Schiene, was dann den Tod der Hauptleiterplatte zur Folge hat.

Wann das passiert, kann man natürlich nicht sagen, aber das Risiko steigt natürlich mit dem Alter der Motoren.

Bei mir trat der Ausfall ca. 6 Monate nach dem Lagertausch auf. Hätte ich also die Motoren gleich getauscht, statt die Lager zu wechseln, hätte ich mir mit hoher Wahrscheinlichkeit die defekte Hauptleiterplatte sparen können.

Für mich habe ich daher entschieden, beim nächsten Mal gleich die Motoren zu tauschen statt die Lager zu wechseln.

[Sahib]

Hallo zusammen,

passend zu Weihnachten hat es unsere Vitocal-Außeneinheit (751368536330112640) erwischt.

Die obere (horizontale) Platine der Außeneinheit leuchtet noch munter, aber die seitliche Platine mit der 7-Segmentanzeige bleibt duster. Laut Servicetechniker kommt Spannung dort aber noch an. Reparaturvorschlag war der Tausch der kompletten Steuerung, beider Motoren samt Lüfterflügel.

Ich habe nun eine neue Hauptleiterplatine (7867427) samt zweier neuer Lüftermotoren (7840689) geordert.

Gibt es bei dem Tausch noch was anderes zu beachten, als dass der DIP-Schalter identisch wie bei der alten Platine stehen muss?

Ich will im Anschluss die alte Platine mal mit ins FAB-Lab nehmen. Vielleicht finden wir ja raus, was wirklich im Detail defekt ist. @WP_Vitocal200 : Oder hast du das schon herausgefunden?

Viele Grüße und frohe Festtage

Adrian

[BM1981]

Hallo Sahib,

ich habe damals nur die beiden Lüftermotoren und Hauptleiterplatte getauscht, DIP Schalter wie auf der Original-PCB eingestellt, dann funktionierte es wieder.

Leider bin ich mit der Analyse der Hauptleiterplatte mangels Zeit nicht weitergekommen - meine Vermutungen hatte ich ja oben geäußert.

Falls Du neue Erkenntnisse hast, können wir ja gerne hier weiter diskutieren.

Grüße

[Sahib]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!

Das heißt auch, dass die alten grauen Lüfterflügel auf die neuen Motoren passen?

Ich meine gelesen zu haben, dass die ein Linksgewinde haben, stimmt das?

Frohe Festtage!

[BM1981]

Ja, die Lüfter passen natürlich wieder. Korrekt, die Zentralmutter hat ein Linksgewinde.

Ach, noch was:

Oben links auf der Hauptplatine, unter der blauen Abdeckung befindet sich eine Feinsicherung. Vermutlich ist die auch durchgebrannt. Wenn Du die Sicherung ersetzt, sollte die LED Anzeige wieder funktionieren (zumindest war es bei mir so - soweit ich mich erinnere).

Wie gesagt - ich vermute den Defekt nur im Bereich der Motoransteuerung - der Rest der Leiterplatte ist vermutlich in Ordnung.

(Natürlich vorher immer spannungsfrei schalten und Spannungsfreiheit feststellen! Die Sicherung liegt direkt an 230V!)

[Sahib]

Vielen Dank auch für diese Hinweise!

Ich melde mich, sobald ich an die Umsetzung gehe. Das wird aber voraussichtlich erst nach Weihnachten was.

Herzliche Grüße und frohe Festtage!

[OptimusOne]

Kleiner hinweis:

@divanc ist hier beim Thema DER Experte.

Nur zu empfehlen, einfach gezielt anschreiben, hilft immer wieder gerne.

[Sahib]

Frohe Weihnachten an euch alle!

Ich wollte nur schon von einem kleinen "Weihnachtswunder" berichten.

Ich habe gestern die beiden Motoren und die Hauptleiterplatine getauscht und seitdem läuft die Heizung wieder ohne Probleme!

Vielen herzlichen Dank an alle Helfenden!!

Ohne das Forum hätten wir nicht nur Weihnachten im kalten verbracht, sondern auch eine neue Heizung gekauft!

So konnte ich sie für knapp 1300€ selber reparieren.

Für alle mit demselben Problem (Fehler 0A Außeneinheit):

Prüft auf der Außeneinheit, ob die unter der blauen Abdeckung oben links (über den Steckern der Ventilatormotoren) versteckte 3.15A Feinsicherung durchgebrannt ist.

Wenn Ja, zieht mal die Stecker der Motoren ab und ersetzt die Sicherung. Danach den Strom wieder einschalten. Dann sollte die Hauptleiterplatine wieder zum Leben erwachen (siehe Bild).

Wenn ihr die letzte Gewissheit haben wollt, könnt ihr nach dem Strom-los-machen, die Motoren (nacheinander) wieder anschließen. Brennt die Sicherung wieder durch, habt ihr den Schuldigen. 

Traut euch selbst an die Reparatur! Es ist kein Hexenwerk. Man muss nur sorgfältig arbeiten.

Ich will über die Feiertage noch in meinem privaten Schraubenblog (Adrians Motorblog) einen ausführlichen Schritt-für-Schritt-Artikel zum Tausch schreiben.

Die alte Platine sowie die Motoren nehme ich jetzt mit zum FAB-Lab nach Paderborn. Vielleicht finden wir ja nicht nur das defekte Bauteil, sondern auch eine Möglichkeit, wie man einen ähnlichen Defekt im Vorhinein verhindern kann (nachträgliche Sicherung in der Zuleitung der Motoren o.ä.).

Herzliche Grüße und nochmals vielen Dank

Adrian

P.S. Dass sowohl die beiden Servicetechniker, als auch der Mensch an der Viessmann-Hotline weder von der Sicherung unter der Abdeckung wussten, noch wie man die Motoren als Fehlerquelle eingrenzen kann ist schade.

[divanc]

Hallo @Sahib 

Das Problem liegt an den Anschlusskabeln des Elektromotors des Lüfters. Normalerweise wird die Kabelisolierung mit der Zeit durch Sonneneinstrahlung beschädigt, was einen Kurzschluss verursacht.

VG

[Sahib]

Hallo divanc,

ich meinte auch eher, welcher Konstruktionsmangel die Platine mit in den Abgrund reißt, obwohl die Sicherung auslöst. 

Einen Kurzschluß in den Motoren kann man nicht verhindern, aber das darf eigentlich kein anderes Bauteil mit beschädigen. 

Bei meinem unteren Motor scheint es übrigens nicht ein brüchiges Kabel gewesen zu sein (aufgrund der Einbausituation auch unwahrscheinlich) sondern Feuchtigkeit, die durch zu enge Kabelradien in den Motor gezogen ist (siehe Grünspan auf dem Bild).

Deshalb habe ich das Kabel des neuen Motors auch mit einem Bogen nach unten verlegt, so dass die tiefste Stelle unterhalb des Motoranschlusses ist. Feuchtigkeit kann so abtropfen.

Viele Grüße

Adrian

[divanc]

Hallo @Sahib 

Um die Lebensdauer des Motors zu verlängern, klebe ich beim Austausch die Kabelverschraubung und die freiliegenden Kabelenden mit Heißkleber ab. Der Motor selbst ist komplett mit Kunststoff ummantelt.

Alternativ kann man auch Silikonkitt verwenden.

VG

[BM1981]

Hallo zusammen und frohe Festtage 🙂

Dass UV Strahlung an dieser Einbauposition einen Einfluss hat, glaube ich nicht. Und Heißkleber an den Kabeln wird die Lebensdauer des Motors nur gefühlt verlängern.

Ich bin nach wie vor der Meinung, dass die MOSFETs im inneren des Motors einen Brückenkurzschluss haben. Und den vermutlichen Fehlermechanismus habe ich oben beschrieben: Feuchtigkeit tritt durch Risse im Verguss der Elektronik (die nach hunderten Temperaturwechseln nun mal auftreten können) ein und dadurch, dass die MOSFETs ständig an 310V Gleichspannung hängen, tritt hier Ionenwanderung ein, die letztendlich zum Kurzschluss im Inneren des FET führt.

Genau deshalb werde ich beim nächsten Lagerschaden der Motoren auch gleich neue Motoren kaufen statt die Lager zu wechseln. (mein Ausfall trat ziemlich genau 6 Monate nach dem Lagertausch auf - die neue Hauptleiterplatte hätte ich mir so sparen können).

Zu deinen Bildern @Sahib:

Der Varistor RT201 neben der Feinsicherung war bei mir auch zerstört. Ich denke aber, dass das nicht der einzige Fehler ist (da die Versorgung der Motoren ja noch da ist - beim Kreuztausch hast Du ja auch festgestellt, dass beim defekten Motor die Sicherung wieder fliegt).
In der Nähe der Motoranschlüsse sind auch noch Optokoppler - vielleicht sind die beschädigt.
Ich hatte damals leider auch aufgegeben, weil ich keine Möglichkeit gesehen habe, die Leiterplatte zu prüfen (einen Rückbau in die Anlage wollte ich nicht machen...)

Aber ich gebe Dir Recht - die Leiterplatte sollte nicht kaputt gehen aufgrund des Fehlers an den Motoren - zumal ja sogar die Sicherung fliegt. Aber wie bereits gesagt, zusätzliche Schutzmechanismen hätten vermutlich ein paar Cent mehr gekostet...

[BM1981]

...noch als Nachtrag: Der Bogen im Kabel hilft natürlich gegen Tropfwasser. Wenn es aber der von mir beschriebene Effekt sein sollte, dann gibt es in den Rissen im Verguss Kapillareffekte - und da kriecht nunmal leider jede Feuchtigkeit rein. Da hilft leider kein Bogen, kein Heißkleber oder Silikon.