6SL3210-1KE31-7AF1
Variateurs Siemens Sinamics G120

Présentation du variateur Siemens SINAMICS

Le variateur Siemens SINAMICS référence 6SL3210-1KE31-7AF1 (ref FSF) équipe la gamme des solutions de variation de vitesse destinées aux applications de puissance moyenne à élevée. Ce variateur vitesse pilote des moteurs asynchrones à induction avec une puissance nominale de 90 kW, soit 100 hp, pour un courant de sortie continu de 164 A et une capacité de surcharge de 150 %. La tension d’entrée se situe entre 380V et 480V, avec une tolérance de +10 % / -20 %, ce qui correspond à une alimentation en basse tension standard sur site industriel, la plage 380V-480V couvrant les réseaux triphasés les plus courants. Cette alimentation en basse tension conditionne le choix du variateur Siemens SINAMICS sur les sites disposant d’un réseau 480V dédié, cette même alimentation 480V restant la référence pour ce type d’installation. Le format panel mount, associé à un refroidissement par ventilateur, permet une intégration directe dans une armoire électrique. Le rendement annoncé atteint 99 %, avec un facteur de puissance de 0.95 et une classe d’efficacité énergétique IE2, des données qui pèsent dans le choix d’un variateur destiné à fonctionner en continu sous alimentation 480V, ces données constructeur figurant systématiquement sur la documentation du produit. Ce variateur vitesse constitue ainsi une référence pour les intégrateurs recherchant un équipement robuste sous la ref FSF, la référence ref du produit restant identifiable sur l’ensemble de la documentation technique Siemens.

Communication et intégration réseau

Le module Siemens SINAMICS 6SL3210-1KE31-7AF1, identifié par le code FSF associé à sa référence, prend en charge deux protocoles de communication industriels : PROFINET et Ethernet/IP. Cette double compatibilité facilite l’intégration dans des architectures automatisées hétérogènes, où la communication entre variateur et automate doit rester fiable sur toute la durée de vie de l’installation. Le protocole PROFINET, largement déployé dans les usines équipées en matériel Siemens, permet un échange de données en temps réel entre le variateur et le système de supervision, y compris lorsque la supervision s’appuie sur un pupitre opérateur de type Siemens SIMATIC HMI. La communication via Ethernet/IP élargit le champ d’intégration à des architectures tierces, et cette communication reste un critère déterminant pour les architectures multi-protocoles intégrant du matériel PROFINET, ce module Siemens SINAMICS pouvant ainsi s’intégrer dans des réseaux de communication variés. Le variateur transmet ainsi des données de fonctionnement (courant, tension, température, états de défaut) exploitables par les automates de contrôle-commande. Les entrées et sorties disponibles complètent cette communication numérique : 6 entrées TOR, 2 sorties TOR, une entrée analogique, une sortie analogique safe et une sortie relais. Cette configuration entrée/sortie TOR analogique sortie permet de connecter des capteurs, des contacts secs ou des signaux de process externes sans matériel additionnel, ce câblage TOR analogique sortie restant simple à mettre en œuvre.

Fonctions de sécurité et protection moteur

Le variateur intègre la fonction Safe Torque Off (STO), un dispositif de sécurité fonctionnelle certifié SIL 2 selon la norme IEC 62061, et PL d, catégorie 3 selon ISO 13849-1. La fonction safe torque off coupe le couple moteur sans nécessiter la coupure de l’alimentation de puissance, ce qui réduit les temps d’arrêt en cas d’intervention de maintenance. Cette fonction safe torque off int s’appuie également sur une sortie analogique safe torque dédiée au diagnostic de l’état de sécurité, et cette même sortie analogique safe torque off int reste accessible pour le report d’état vers la supervision. Cette approche de sécurité s’inscrit dans les exigences courantes de protection moteur sur ligne de production, où l’arrêt sécurisé doit rester compatible avec les contraintes de disponibilité, la fonction de protection moteur restant active même en cas de coupure du couple, cette protection moteur participant à la disponibilité globale de la ligne. Le variateur dispose également d’un régulateur PID intégré, utile pour des boucles de régulation simples sans automate dédié. L’indice protection du boîtier est IP20, adapté à une installation en armoire fermée, à l’abri de la poussière et des projections, cet indice protection étant cohérent avec un montage panel mount en armoire, cet indice protection restant un critère de choix pour l’implantation en armoire fermée. La température de fonctionnement admise s’étend de -20°C à 40°C, ce qui couvre la majorité des environnements industriels tempérés.

Filtrage CEM et gestion de l’énergie

Le variateur Siemens SINAMICS puissance nominale 90 kW embarque un filtre intégré classe A, conforme aux exigences de compatibilité électromagnétique en environnement industriel. Ce filtre intégré classe A limite les perturbations conduites vers le réseau d’alimentation 480V, un point de vigilance lors du câblage à proximité d’autres équipements sensibles ; ce filtre intégré reste par ailleurs un élément clé de la conformité CEM du variateur Siemens SINAMICS puissance nominale, ce filtre intégré classe A étant systématiquement intégré de série sur cette référence. La gestion de l’énergie s’appuie sur un transistor de freinage intégré : il n’y a pas de résistance de freinage interne, mais un raccordement possible d’une résistance externe via les bornes du bus DC. Cette architecture hacheur freinage intégré permet de dissiper l’énergie de freinage dans les phases de décélération rapide, sans recourir à un couplage bus DC, ce hacheur freinage n’étant pas prévu avec couplage sur cette référence, ce hacheur freinage intégré restant dimensionné pour un usage sans résistance interne. La fréquence de découpage de 2 kHz et la fréquence de sortie maximale de 550 Hz en mode V/f (240 Hz en mode vector control) définissent la plage de fonctionnement du variateur Siemens SINAMICS puissance selon le mode de contrôle moteur sélectionné, cette gestion de l’énergie restant un facteur important pour l’efficacité globale de l’installation.

Modes de contrôle et compatibilité moteur

Le variateur Siemens propose plusieurs modes de contrôle moteur : V/f linéaire, V/f loi carrée, V/f paramétrable, V/f FCC (Flux Current Control), V/f ECO linéaire, V/f ECO loi carrée, et le contrôle vectoriel sans capteur (SLVC). Cette diversité de modes permet d’adapter le pilotage à la charge entraînée, qu’il s’agisse d’un ventilateur, d’une pompe ou d’un convoyeur. Le variateur reste compatible avec les moteurs asynchrones à induction (ASM), un type de moteur répandu dans le parc industriel existant. La puissance nominale surcharge filtre intégré et la capacité de surcharge de 150 % offrent une marge pour les démarrages ou les pics de charge transitoires, sans dimensionnement supplémentaire, cette puissance nominale surcharge restant un critère de sélection important face à des charges variables, cette puissance nominale surcharge filtre intégré s’appliquant à l’ensemble de la plage 380V-480V. Ces caractéristiques, combinées aux certifications CE, UL, cUL, KC, EAC et RCM, positionnent ce variateur SINAMICS pour des installations exportées vers plusieurs zones géographiques, sous réserve de vérifier les exigences locales avant commande, notamment pour la référence ref 6SL3210-1KE31-7AF1 destinée aux réseaux 480V. Le variateur trouve sa place dans les lignes de production nécessitant une variation de vitesse fiable, une communication réseau standardisée et une protection moteur certifiée, pilotable localement depuis un pupitre opérateur ou à distance via la supervision réseau. La livraison de ce type de matériel reconditionné ou boîte ouverte s’accompagne généralement d’un contrôle technique préalable garantissant la conformité au code FSF et aux données constructeur avant expédition, la livraison faisant l’objet d’une vérification systématique de la ref et de la référence commandée, cette étape de livraison concluant le contrôle qualité propre à chaque variateur Siemens SINAMICS expédié, cette livraison restant tracée jusqu’à la référence ref finale du client.