ATV930D45N4
Variateurs Altivar 930

Présentation du variateur ATV930D45N4

Le variateur ATV930D45N4 appartient à la gamme Altivar process de Schneider Electric. Ce module de puissance équipe la gamme Altivar 930 destinée aux applications industrielles nécessitant un contrôle moteur précis et une intégration réseau avancée. Le variateur vitesse Altivar ATV930D45N4 délivre une puissance nominale de 45 kW, soit 60 hp, pour un courant de sortie continu de 88 A et un courant transitoire de 105.6 A. La capacité de surcharge atteint 120%, ce qui permet d’absorber les pics de charge ponctuels sans dimensionnement excessif. Ce variateur vitesse Altivar process s’intègre dans la gamme de produits Schneider Electric destinée au contrôle moteur industriel. Ce module atv Schneider Electric fait partie des références couramment déployées lorsqu’une gamme homogène de variateurs vitesse est recherchée sur un même site. Cette gamme de produits Schneider Electric comprend également des variateurs de puissances différentes partageant la même architecture logicielle, et cette diversité de produits reste disponible selon les besoins applicatifs.

Le variateur ATV930D45N4 s’alimente en 480V triphasé, avec une tension d’entrée comprise entre 323V et 480V, tolérance -15% / +10%. Cette plage couvre les réseaux industriels standards en 480v et permet une installation directe sans transformateur d’adaptation dans la majorité des cas. Certaines variantes de réseaux industriels fonctionnent également en 500V, ce qui reste compatible avec la tolérance haute admise par le variateur ATV930D45N4 alimenté en 480v. Sur un réseau annoncé en 500v, il convient de vérifier que la tension réelle mesurée reste dans la plage de tolérance du variateur ATV930D45N4 alimenté en 480v. Le module intègre un hacheur de freinage, avec résistance externe requise d’une valeur minimale de 10 ohms pour la référence D45N4. Le couplage bus DC est disponible en option pour la mutualisation d’énergie entre plusieurs variateurs vitesse fréquence sur une même installation. Cette alimentation en 480v reste la configuration la plus répandue pour ce type de variateur vitesse fréquence en environnement industriel, et le variateur vitesse fréquence ATV930D45N4 conserve ses performances nominales sur l’ensemble de la plage 480v admise. Les installations mixtes associant du 500v et du 480v restent courantes sur les sites industriels multi-générations.

Communication et intégration réseau

Le variateur ATV930D45N4 prend en charge plusieurs protocoles de communication industriels : Modbus TCP, Modbus RTU et Ethernet/IP. Le support natif du Modbus TCP facilite l’intégration dans une architecture de supervision moderne, où chaque module dialogue avec l’automate central via un réseau Ethernet standard. Cette compatibilité Modbus TCP permet également le diagnostic à distance et la remontée d’alarmes sans câblage supplémentaire dédié. Le protocole Modbus TCP reste également privilégié lorsque plusieurs PLC doivent superviser conjointement le même variateur.

L’ajout d’une carte électronique option canopen étend les possibilités de communication du variateur ATV930D45N4 vers des architectures CANopen, courantes dans certains secteurs de la machine spéciale. Cette option canopen s’ajoute aux protocoles natifs sans remplacer les fonctions Modbus TCP déjà embarquées. L’électronique option canopen se présente sous forme de carte enfichable, installée directement sur le rack de communication du variateur. Une carte électronique option canopen supplémentaire peut être nécessaire lorsque le variateur doit dialoguer simultanément avec plusieurs maîtres CANopen. L’installation de cette option canopen nécessite généralement la mise hors tension du variateur ATV930D45N4 avant intervention sur le rack de communication. Une Altivar carte communication dédiée peut également être intégrée pour disposer d’un second bus de terrain en parallèle, utile lors de la migration progressive d’un parc de PLC vers un protocole unique. Cette Altivar carte communication facilite aussi le remplacement à l’identique en cas de maintenance sur un module existant, et une seconde Altivar carte communication peut être conservée en stock pour accélérer les interventions.

Le variateur ATV930D45N4 se pilote depuis un PLC de supervision par l’intermédiaire de ces protocoles, ce qui simplifie l’écriture des programmes de contrôle. Le dialogue entre le PLC et le module de communication s’appuie sur les mêmes registres Modbus TCP, quel que soit le protocole additionnel installé. Ce dialogue entre le PLC et le variateur ATV930D45N4 peut également s’appuyer sur un automate de type Siemens SIMATIC HMI lorsque l’architecture de supervision l’exige. Un PLC unique peut ainsi superviser plusieurs variateurs de la même gamme sans logique de programmation différenciée. Chaque module Altivar de la gamme process partage la même logique d’adressage, ce qui réduit le temps d’intégration lorsque plusieurs variateurs vitesse cohabitent sur une ligne de production. Le raccordement au réseau s’effectue via câble Ethernet blindé pour le Modbus TCP, ou câble IEC standard pour les entrées/sorties analogiques et TOR. Le choix du câble et du connecteur associé doit respecter les préconisations IEC applicables à ce type de liaison industrielle. Un câble conforme aux normes IEC en vigueur limite les perturbations électromagnétiques sur les lignes de communication et de puissance. Le respect des sections de câble préconisées par la norme IEC évite également tout échauffement anormal sur les lignes de puissance. Un câble supplémentaire conforme IEC peut être prévu en réserve pour faciliter une extension future du réseau.

Entrées, sorties et pilotage moteur

Le variateur ATV930D45N4 dispose de 10 entrées TOR, 2 sorties TOR, 3 entrées analogiques, 2 sorties analogiques et 3 sorties relais. Cette configuration d’entrées/sorties permet de raccorder capteurs, contacts de sécurité et consignes analogiques sans module d’extension supplémentaire dans la plupart des configurations standards. Pour les applications nécessitant davantage de points d’entrées/sorties, un module extension relais peut être ajouté au bus interne du variateur. Ce module extension relais complète les 3 sorties relais natives et permet de piloter des actionneurs supplémentaires directement depuis le variateur, sans passer par le PLC central pour chaque commande de puissance. L’ajout d’un module extension relais reste une opération courante lorsque le nombre de sorties relais natives ne suffit plus aux besoins de l’installation. Ce module extension peut également accueillir des entrées supplémentaires lorsque le nombre de points natifs devient insuffisant, et ce module extension reste disponible séparément auprès du revendeur.

Le contrôle moteur du variateur ATV930D45N4 couvre plusieurs modes : V/f couple constant, V/f couple variable, contrôle vectoriel sans capteur, contrôle de moteur à aimant permanent et contrôle de moteur synchrone à réluctance. Cette polyvalence permet d’associer l’Altivar variateur vitesse à des moteurs asynchrones à induction, des moteurs synchrones à aimant permanent ou des moteurs synchrones à réluctance, selon le choix du bureau d’études. L’Altivar variateur vitesse s’adapte ainsi à des cahiers des charges variés sans nécessiter de module de puissance différent. La fréquence de sortie s’étend de 0.1 Hz à 599 Hz, avec une fréquence de découpage de 4 kHz, ce qui convient aux applications de pompage, ventilation et convoyage où la plage de vitesse variateur doit rester large. Cet Altivar variateur vitesse conserve ses modes de contrôle moteur quel que soit le protocole de communication additionnel installé, et cet Altivar variateur vitesse fréquence reste identique quelle que soit la carte de communication installée.

Le régulateur PID intégré permet de gérer directement une boucle de régulation de process, comme un débit ou une pression, sans automate externe dédié à cette fonction. Cette caractéristique réduit le nombre de modules PLC nécessaires sur les installations simples, où le variateur ATV930D45N4 assure à la fois la variation de vitesse et la régulation du procédé.

Sécurité fonctionnelle et certifications

Le variateur ATV930D45N4 intègre des fonctions de sécurité fonctionnelle certifiées IEC 61508 SIL3 et ISO 13849-1 PLe Cat.4. Ces fonctions comprennent le STO (Safe Torque Off), le SS1 (Safe Stop 1), le SLS (vitesse limitée sécurisée), le SBC (contrôle sécurisé du frein) et le SBT (test sécurisé du frein). Cette interface safety work intégrée au variateur limite le recours à des relais de sécurité externes pour les fonctions d’arrêt et de limitation de vitesse, ce qui simplifie le câblage de sécurité machine et réduit le nombre de composants à maintenir dans l’armoire électrique. Cette interface safety work regroupe l’ensemble des fonctions STO, SS1, SLS, SBC et SBT sur un même module, sans carte de sécurité externe supplémentaire. La configuration de cette interface safety work s’effectue directement depuis les paramètres du variateur, sans matériel additionnel dans la plupart des cas, et cette même interface safety work reste compatible avec les relais de sécurité déjà présents dans l’armoire.

Le variateur ATV930D45N4 est certifié CE, UL, CSA, TÜV, REACH et RoHS. Ces certifications attestent de la conformité du module aux normes de sécurité électrique et environnementales en vigueur sur les marchés européen et nord-américain. La classe de filtre CEM intégrée est C2 pour un câble moteur jusqu’à 50 mètres, ou C3 jusqu’à 150 mètres, selon la norme EN/IEC 61800-3. Ce filtrage CEM intégré évite l’ajout d’un filtre externe dans la majorité des installations, ce qui simplifie l’intégration en armoire et réduit l’encombrement. Le respect de la norme IEC 61800-3 conditionne le choix de la longueur de câble moteur admissible selon la classe de filtre retenue.

L’indice de protection du boîtier est IP21, adapté à une installation en armoire électrique fermée plutôt qu’en environnement poussiéreux ou humide direct. Cette protection IP21 doit être prise en compte dès la conception de l’armoire électrique accueillant le variateur ATV930D45N4. La température de fonctionnement admise s’étend de -15°C à 50°C, avec un refroidissement par ventilateur intégré. Le format panel mount facilite la fixation en fond d’armoire, avec des dimensions de 22.6 cm de largeur, 67.3 cm de hauteur et 27.4 cm de profondeur, pour un poids de 27.5 kg. Cette protection mécanique complète les fonctions de protection électrique déjà décrites pour l’ensemble du module.

Intégration en armoire et protection électrique

Le variateur ATV930D45N4 trouve sa place dans une armoire de distribution électrique aux côtés d’un disjoncteur magnétique dédié à la protection en amont du module. Un disjoncteur Tesys ou un disjoncteur Tesys disjoncteur magnétique de calibre adapté au courant nominal de 88 A protège la ligne d’alimentation contre les surintensités et les courts-circuits. Le choix d’un tesys disjoncteur magnétique adapté au calibre de 88 A garantit une coordination correcte avec les autres organes de protection de l’armoire. Ce tesys disjoncteur magnétique doit être coordonné avec les autres dispositifs de protection présents dans l’armoire de distribution. Cette protection amont complète les fonctions de sécurité intégrées au variateur lui-même, sans se substituer à elles. Un second disjoncteur magnétique peut être ajouté sur les installations comportant plusieurs départs moteur.

La distribution électrique en amont du variateur ATV930D45N4 comprend également, selon la configuration de l’installation, un MCB (disjoncteur miniature) pour les circuits de commande basse tension, et éventuellement un onduleur (UPS) pour maintenir l’alimentation des circuits de contrôle en cas de coupure secteur. Le MCB et l’UPS associés à la protection amont du variateur ATV930D45N4 complètent la chaîne de distribution électrique dans les réseaux 500V comme dans les réseaux 480V. Un MCB correctement dimensionné évite les déclenchements intempestifs sur les circuits de commande basse tension. Un onduleur UPS bien dimensionné permet de maintenir les circuits de contrôle actifs le temps d’un basculement de source. Ces éléments de distribution électrique, associés au disjoncteur magnétique principal, forment une chaîne de protection cohérente pour l’ensemble du variateur et du moteur associé, et cette distribution électrique doit être vérifiée lors de toute extension de l’armoire. Cette même distribution électrique intègre aussi, selon les cas, un second MCB dédié aux circuits auxiliaires.

Pour les installations nécessitant une alimentation régulée indépendante, une power supply externe peut être associée au rack de communication du variateur, notamment lorsque plusieurs modules Altivar partagent une même carte réseau. Cette power supply externe apporte une marge supplémentaire lors des appels de courant transitoires sur le bus de communication. Le dimensionnement de cette power supply externe doit tenir compte du nombre de modules Altivar raccordés simultanément au même bus. Ce point d’alimentation dédié évite toute chute de tension sur le bus de communication lors des phases de démarrage moteur, où l’appel de courant du variateur ATV930D45N4 atteint sa valeur transitoire de 105.6 A. Une power supply de secours peut également être prévue pour sécuriser l’alimentation du rack de communication.

Le variateur ATV930D45N4 est disponible chez les revendeurs spécialisés en matériel d’automatisation, en version neuve, boîte ouverte ou reconditionnée selon le stock disponible. Chaque état de produit fait l’objet d’un contrôle technique avant remise en stock, garantissant le bon fonctionnement des fonctions de sécurité SIL3 et PLe Cat.4 avant expédition. Le prix du variateur ATV930D45N4 varie selon l’état du produit proposé, neuf ou reconditionné, et selon la disponibilité en stock au moment de la commande. Ces produits reconditionnés font l’objet des mêmes contrôles que les produits neufs avant remise en circulation, et restent disponible sur demande auprès du revendeur selon le niveau de stock. Le niveau de stock disponible pour cette référence peut varier rapidement selon la demande du marché industriel.

Cas d’usage et compatibilité applicative

Le variateur ATV930D45N4 s’intègre dans les lignes de production nécessitant un contrôle moteur fin sur une plage de puissance de 45 kW, typiquement pompage industriel, ventilation de process, convoyage lourd ou machines d’extrusion. La compatibilité avec les moteurs synchrones à aimant permanent permet également son usage dans des applications où l’efficacité énergétique du moteur prime, sans changer de gamme de variateur pour autant.

Le module ATV930D45N4 atv Schneider Electric s’inscrit dans la continuité de la gamme Altivar process atv, qui couvre une large plage de puissances avec la même architecture de communication et les mêmes fonctions de sécurité. Cette gamme Altivar process atv facilite le dialogue avec un PLC existant grâce à des protocoles de communication communs à tous les modules de la série. Cette cohérence de gamme facilite la standardisation du parc de variateurs sur un site industriel, avec des pièces de rechange communes et une même logique de paramétrage d’un module à l’autre. Cette continuité de gamme Altivar process atv permet également de mutualiser les compétences techniques entre plusieurs sites d’un même groupe industriel.