EVF9321-EV
Variateurs Lenze 9300

Présentation du variateur Lenze EVF9321-EV

Le variateur Lenze EVF9321-EV appartient à la gamme 9300, une famille de variateurs conçue pour les applications d’entraînement industriel nécessitant précision et fiabilité. Cette référence équipe la gamme dans sa version basse puissance, avec une puissance nominale de 0.37 kW (0.5 hp), adaptée aux applications de faible à moyenne puissance en environnement industriel. Le format panel mount facilite son intégration dans des armoires électriques existantes, tandis que le refroidissement par ventilateur garantit une dissipation thermique constante en fonctionnement continu.

Ce variateur Lenze EVF9321-EV pilote des moteurs asynchrones standard ainsi que des moteurs asynchrones de type servo, ce qui inclut également certaines configurations de moteur servo utilisées en axe dynamique, cette compatibilité servo élargissant le champ d’application du variateur. Cette double compatibilité permet de couvrir un large éventail d’applications, des convoyeurs aux axes nécessitant une réponse dynamique accrue. La fonction de régulation PID intégrée simplifie les boucles de régulation sans recourir à un contrôleur externe, ce qui réduit la complexité d’intégration et le nombre de composants dans l’armoire.

Le variateur trouve sa place dans les lignes de production où la raison du choix technique prime sur le critère de puissance brute, et cette même raison guide souvent le choix entre plusieurs références de la gamme, une raison qui tient aussi à la disponibilité du service après-vente, cette dernière raison motivant fréquemment la fidélisation à un même fournisseur d’entraînement. La compacité du variateur Lenze EVF9321-EV, avec ses dimensions de 32 cm de profondeur, 25 cm de hauteur et 18 cm de largeur pour un poids de 6 kg, en fait un composant facile à loger dans des tableaux électriques à encombrement contraint.

Fonction de contrôle moteur et modes de pilotage

La fonction principale du variateur Lenze EVF9321-EV réside dans son pilotage moteur multi-mode. Trois modes de contrôle sont disponibles : la caractéristique V/f linéaire, la caractéristique V/f quadratique et le mode vector control. Cette flexibilité permet d’adapter la stratégie de commande au type de charge entrainée, qu’il s’agisse d’une charge à couple constant ou d’une charge de type pompe ou ventilateur.

Le mode vector control, en particulier, offre une régulation plus fine du couple moteur, utile lorsque l’application exige une réponse dynamique précise ou un maintien de couple à basse vitesse. Cette fonction vector complète les modes V/f classiques et positionne le variateur comme une solution polyvalente pour les automaticiens qui doivent composer avec des cahiers des charges variés selon les machines, ce mode vector étant particulièrement pertinent pour les applications de type servo, notamment lorsque l’entraînement servo doit maintenir un couple constant à l’arrêt.

La fréquence de sortie s’étend de -300 Hz à 300 Hz, ce qui autorise un fonctionnement bidirectionnel avec inversion de sens de rotation sans matériel additionnel, y compris en mode HF pour les besoins de découpage élevé. La fréquence de découpage de 16 kHz limite les nuisances sonores audibles du moteur, un point apprécié en environnement de production où le bruit acoustique reste une contrainte d’exploitation, en particulier lorsque le fonctionnement HF est sollicité de façon prolongée. Le passage en mode HF reste transparent pour l’utilisateur, sans reparamétrage complexe du variateur.

Le courant de sortie continu de 1.5 A et le courant transitoire de 2.2 A, associés à une capacité de surcharge de 150%, permettent d’absorber les pics de charge ponctuels sans déclenchement intempestif du variateur. Cette marge de surcharge constitue un facteur de sécurité pour les phases de démarrage ou les à-coups de charge en cours de cycle, y compris lors des sollicitations HF transitoires, ce comportement HF renforçant la robustesse globale du variateur.

Entrées, sorties et intégration dans l’architecture de commande

Le variateur Lenze EVF9321-EV dispose d’une interface d’entrées/sorties complète : 7 entrées TOR, 4 sorties TOR, 2 entrées analogiques, 2 sorties analogiques et une sortie relais. Cette richesse d’E/S permet de raccorder directement capteurs, actionneurs et signaux de supervision sans passer systématiquement par un bus de terrain, ce qui simplifie le câblage sur les machines de taille modeste.

Pour les architectures plus centralisées, le variateur Lenze EVF9321-EV s’intègre dans un réseau de communication étendu. Il prend en charge plusieurs protocoles : System bus (CAN), PROFIBUS-DP, INTERBUS, DeviceNet, CANopen et LECOM-A/B en RS232/485. Cette diversité de protocoles facilite l’intégration dans des installations existantes, qu’elles reposent sur une architecture Siemens PROFIBUS-DP, une topologie DeviceNet ou un bus CAN propriétaire Lenze, le protocole DP restant l’un des plus répandus en environnement industriel européen. Le choix du protocole DP dépend souvent de l’architecture réseau déjà déployée sur le site de production.

Le couplage bus DC, disponible sur cette référence, permet de mutualiser l’énergie de freinage entre plusieurs variateurs raccordés sur un même bus continu, ce même bus DC facilitant par ailleurs la répartition de charge entre axes. Cette fonction réduit la consommation énergétique globale de l’installation lorsque plusieurs axes fonctionnent en alternance moteur/génératrice. La résistance de freinage intégrée, avec transistor/chopper en option, ou une résistance externe, complète cette gestion de l’énergie de freinage selon les besoins du site.

Sur le plan de la sécurité fonctionnelle, le variateur Lenze EVF9321-EV embarque la fonction Safe Torque Off (STO). Cette fonction coupe le couple moteur de manière sûre sans nécessiter l’ouverture du circuit de puissance, ce qui accélère les cycles de maintenance et réduit l’usure des contacteurs de sectionnement. La certification cULus Power Conversion Equipment, référencée sous le numéro de dossier UL E132659, atteste de la conformité du produit aux normes nord-américaines, un point de vigilance pour les intégrateurs qui exportent leurs machines.

Alimentation, environnement et compatibilité CEM

Le variateur Lenze EVF9321-EV s’alimente en triphasé, avec une tension d’entrée comprise entre 320 V et 528 V, sans tolérance au-delà de cette plage (0%…+0%, soit une plage absolue de 320 à 528 V). Cette caractéristique impose une vérification rigoureuse du réseau électrique du site avant installation, notamment sur les réseaux industriels à tension variable.

Côté environnement, la température de fonctionnement est comprise entre 0°C et 55°C, une plage de fonctionnement standard pour un usage en armoire électrique ventilée. L’indice de protection IP20 signifie que l’appareil est destiné à une installation en armoire fermée, protégée des projections d’eau et des poussières, et non à une exposition directe en environnement industriel non protégé.

Sur le plan de la compatibilité électromagnétique, le variateur appartient à la catégorie C2 selon la norme IEC/EN 61800-3, sous réserve d’utilisation d’un filtre CEM externe de type A. Le filtre CEM n’est pas intégré d’origine sur cette référence EVF9321-EV, ce qui implique de prévoir ce composant en complément lors du dimensionnement de l’armoire, particulièrement dans les installations soumises à des exigences CEM strictes en environnement résidentiel ou tertiaire proche.

Ces différents facteurs, tension d’alimentation, plage de température et classe CEM, doivent être examinés conjointement lors du choix du variateur pour une application donnée. Ces différents facteurs conditionnent la fiabilité du fonctionnement sur le long terme et la conformité réglementaire du tableau électrique final, et ces différents facteurs justifient également un dimensionnement rigoureux du filtre CEM externe, ces différents facteurs devant par ailleurs être revérifiés à chaque évolution du réseau d’alimentation du site.

Positionnement dans la gamme Lenze 9300 et cas d’usage

Le variateur Lenze EVF9321-EV s’inscrit dans la lignée des variateurs Lenze 9300, une gamme reconnue pour sa polyvalence entre applications standard et applications nécessitant un contrôle vectoriel. Cette référence complète les modules Lenze EMB pour la partie freinage et les modules Lenze EVF pour la partie variation de fréquence proprement dite, deux briques complémentaires dans l’écosystème d’entraînement Lenze, l’ensemble Lenze EMB et Lenze EVF formant une chaine d’entraînement cohérente, cette association Lenze EMB et Lenze EVF restant représentative de l’approche modulaire propre à la gamme 9300.

Dans une architecture de service de maintenance industrielle, ce variateur trouve sa place aussi bien en remplacement à l’identique qu’en solution de modernisation d’une machine existante. Le format panel mount et le poids contenu de 6 kg facilitent les opérations de dépose et de repose lors d’une intervention de service planifiée ou d’un dépannage en urgence, ce service de proximité étant un critère apprécié par les équipes de maintenance, ce même service contribuant à la continuité d’entraînement des lignes de production.

Les variateurs Vector de la gamme 9300, dont fait partie cette référence EVF9321-EV, s’adressent aux applications où le couple moteur doit rester stable sur une large plage de vitesse, y compris à très basse vitesse. Ce point distingue les variateurs Vector des solutions V/f simples, plus adaptées aux applications de pompage ou de ventilation où la précision de couple est secondaire, ces mêmes variateurs Vector trouvant aussi leur place dans les applications de type servo, ces variateurs Vector demeurant par ailleurs compatibles avec les autres variateurs de la gamme 9300 sur un même bus DC.

Sur les pages techniques de la documentation Lenze, cette référence EVF9321-EV figure parmi les modèles de puissance d’entrée de gamme, aux côtés d’autres variantes EVF de puissance supérieure ; ces pages détaillent notamment les protocoles DP disponibles ainsi que les modes HF de fonctionnement. Le rapport entre la compacité du boitier, la richesse fonctionnelle des E/S et la diversité des protocoles de communication pris en charge en fait une référence adaptée aux automaticiens qui recherchent une solution éprouvée pour des applications de puissance modérée ; ce rapport avantageux se retrouve d’ailleurs mentionné dans plusieurs pages comparatives de la gamme, notamment celles consacrées au rapport entre performance HF et consommation. Ces pages font par ailleurs référence au variateur Lenze EVF9321-EV comme exemple représentatif du rapport entre compacité et richesse fonctionnelle au sein de la gamme 9300, un rapport que d’autres pages de la documentation technique confirment également pour les liaisons DP, ces pages complémentaires détaillant en outre le rapport entre entraînement servo et entraînement standard selon les besoins de l’application.

Cette référence Lenze evf9321-ev, associée aux modules Lenze emb pour la gestion du freinage, permet de constituer un ensemble d’entraînement cohérent sur une même ligne de production, avec une compatibilité assurée entre les composants de la gamme 9300, y compris pour les liaisons DP entre automate et variateur, cette même référence Lenze evf9321-ev restant également compatible avec d’autres modules Lenze emb de la gamme, et cette compatibilité entre Lenze evf9321-ev et Lenze emb facilitant l’évolution progressive du parc de variateurs installés.