6SL3210-1PC31-3UL0
Variateurs Siemens Sinamics G120

Un module puissance pour architecture SINAMICS

Le module Siemens 6SL3210-1PC31-3UL0 fait partie de la gamme SINAMICS et fonctionne en association avec les control units pour constituer un variateur Siemens SINAMICS complet. Ce power module ne dispose pas d’entrées ou de sorties TOR intégrées : ces fonctions sont prises en charge par le control units associé. Cette architecture modulaire permet de dissocier la partie puissance de la partie commande, ce qui facilite la maintenance et les opérations de remplacement sur site. Le module trouve sa place dans les installations où la puissance nominale de 30 kW correspond aux besoins d’entraînement de moteurs asynchrones. Ce SINAMICS power module s’inscrit ainsi dans une offre de puissance modulaire destinée aux architectures évolutives associant plusieurs control units selon les besoins de l’installation. Ce module puissance peut également être associé à d’autres control units de la même gamme pour former un variateur adapté à des puissances différentes. Ce SINAMICS power module reste compatible avec les différentes déclinaisons de control units proposées par Siemens SINAMICS pour l’ensemble de cette gamme.

Tension, réseau et protection

Le module accepte une tension d’entrée comprise entre 200 V et 240 V, avec une tolérance de +10/-20 %. Cette plage de tension couvre les réseaux industriels courants en triphasé basse tension. Le module ne comporte pas de filtre réseau intégré ni de filtre CEM intégré : un filtre externe reste nécessaire selon la classe de compatibilité électromagnétique visée par l’installation, notamment pour respecter les exigences d’un réseau intégré classe définie par le cahier des charges, ce qui implique de vérifier la conformité du réseau intégré classe retenue avant la mise en service. L’absence de filtre réseau intégré doit ainsi être compensée par un dispositif externe adapté au réseau d’alimentation local. L’absence de filtre réseau intégré classe standard sur ce module puissance justifie une attention particulière lors du choix du filtre externe. Côté protection, le module SINAMICS power module intègre la fonction STO (Safe Torque Off), certifiée selon IEC 61508 SIL 3 et EN 13849-1 PL e. La fonction STO peut être complétée par la fonction FSF (Fail Safe Function) selon la configuration retenue avec le control units associé, renforçant ainsi le niveau de protection global de l’installation. Cette fonction de sécurité coupe le couple moteur sans nécessiter de coupure complète de l’alimentation, ce qui réduit les temps d’arrêt et de redémarrage lors des interventions de maintenance. La mise en œuvre de la fonction STO et de la fonction FSF nécessite une configuration adaptée du variateur Siemens SINAMICS pour garantir le niveau de protection attendu, la fonction FSF venant compléter la protection assurée par la fonction STO seule. La fonction STO constitue ainsi un élément central de la protection des personnes et des équipements raccordés au module. La disponibilité de la fonction STO sur ce module doit être vérifiée en amont de la mise en service pour tout variateur destiné à un usage nécessitant un arrêt sécurisé. Un hacheur de freinage est intégré, mais une résistance de freinage externe reste requise pour dissiper l’énergie de freinage.

Sortie et capacité de charge

En sortie, le module délivre un courant continu de 130 A, avec une capacité transitoire de 208 A et une surcharge admissible de 200 %. La fréquence de sortie s’étend de 0 à 550 Hz, avec une fréquence de découpage de 4 kHz. Cette plage de fréquence de sortie autorise le pilotage de moteurs asynchrones sur une large gamme de vitesses, ce qui convient aux applications standard de pompage, ventilation ou convoyage. La tension sortie reste dépendante de la tension d’alimentation appliquée en entrée, le module ne réalisant pas d’élévation de tension. Cette caractéristique de tension sortie doit être prise en compte lors du dimensionnement des applications standard alimentées par ce variateur. Le courant de sortie et la tension sortie disponible constituent ainsi les deux paramètres essentiels à vérifier avant toute installation. Cette tension sortie doit également être comparée aux exigences des applications standard visées par l’installateur avant le raccordement final.

Rendement et couplage bus DC

Le rendement énergétique du module atteint 96,4 %, avec un facteur de puissance de 0,95, ce qui correspond à la classe d’efficacité IE2. Le couplage bus DC est disponible, une caractéristique utile pour les installations multi-axes où plusieurs modules puissance partagent un bus continu commun, réduisant ainsi les pertes globales du réseau d’alimentation. Cette fonction facilite également la récupération d’énergie de freinage entre axes couplés sur un même bus. Ce partage de puissance entre modules contribue à optimiser la consommation globale du réseau électrique de l’installation.

Format, environnement et intégration

Le module SINAMICS se monte en panel mount, avec un refroidissement par ventilateur. Ses dimensions hauteur profondeur largeur atteignent respectivement 70,8 cm, 35,7 cm et 30,5 cm, pour un poids de 57 kg. Cette hauteur profondeur largeur doit être prise en compte lors de la conception de l’armoire électrique destinée à accueillir le module, notamment pour respecter les dégagements nécessaires autour de la hauteur profondeur largeur annoncée. Les valeurs de hauteur profondeur largeur communiquées permettent également d’anticiper le poids total à supporter par l’armoire électrique. L’indice de protection IP20 impose une installation en armoire fermée. La plage de température de fonctionnement s’étend de -20°C à 50°C, ce qui autorise une intégration dans des environnements industriels aux conditions ambiantes variables. Le module SINAMICS s’intègre dans les lignes de production nécessitant un variateur fréquence robuste, associé à un service de maintenance planifiée pour garantir la disponibilité de la fonction STO et du hacheur de freinage sur la durée d’exploitation. Ce service de maintenance planifiée contribue également au maintien du niveau de protection requis par les fonctions de sécurité intégrées. Ce service permet aussi de vérifier périodiquement le bon fonctionnement du variateur fréquence et des organes de protection associés. Ce même service de maintenance planifiée s’applique à l’ensemble des installations équipées de ce variateur fréquence.