ATV320U40M3C
Variateurs Altivar 320

Un variateur Altivar machine dédié aux applications tri format compact

L’ATV320U40M3C fait partie de la gamme Altivar machine de Schneider Electric, conçue pour les constructeurs machines recherchant un variateur tri format compact. Ce variateur Altivar machine ATV320U40M3C accepte une alimentation triphasée avec une tension d’entrée comprise entre 200v et 240v tri, tolérance de -15%/+10%. La puissance nominale atteint 4 kW, pour un courant de sortie continu de 17.5 A et un courant de sortie transitoire de 26.3 A. La capacité de surcharge de 150% permet d’absorber les pics de charge sans déclassement du produit. La tension sortie assignee reste cohérente avec l’alimentation d’entrée 200v-240v, ce qui simplifie le dimensionnement côté câble moteur et câble d’alimentation, cette référence Altivar machine atv320 s’inscrivant dans une logique de standardisation pour le constructeur machine. Ce variateur atv Altivar machine complète ainsi la gamme atv destinée aux applications compactes tri 200v. Ce variateur tri format compact Schneider Electric Altivar illustre la déclinaison 200v de la gamme, cette tension sortie assignee restant identique quelle que soit la puissance retenue dans la série. Cette même tension sortie assignee 200v-240v tri se retrouve sur d’autres références de la gamme Altivar machine atv320, ce qui facilite le remplacement à l’identique pour les constructeurs machines.

Le format panel mount et le mode de refroidissement par ventilateur s’intègrent dans une armoire électrique standard, conformément aux normes IEC applicables à ce type d’équipement. Les dimensions (14 x 18.4 x 15.8 cm) et le poids de 2.2 kg facilitent l’intégration dans des ensembles compacts. L’indice de protection IP20 impose une installation en armoire fermée, sans exposition directe aux poussières ou projections liquides, ce niveau de protection étant défini selon la norme IEC correspondante. Ce niveau de protection IP20 s’accompagne d’exigences IEC complémentaires concernant l’aération de l’armoire et la ventilation forcée du variateur Altivar machine variateur tri format compact.

Interfaces matérielles et entrées/sorties

Les interfaces matérielles de l’ATV320U40M3C couvrent 7 entrées TOR, 3 sorties TOR, 3 entrées analogiques, 1 sortie analogique et 2 sorties relais. Ces interfaces matérielles permettent de raccorder capteurs, contacts secs et signaux de supervision sans carte électronique option supplémentaire dans la plupart des cas d’usage standards. Ces matérielles interfaces facilitent également le diagnostic local via un terminal ou un Siemens SIMATIC HMI raccordé en supervision, ces mêmes interfaces matérielles restant accessibles en face avant du produit. La sortie relais est utile pour reporter un défaut ou un état de fonctionnement vers un automate ou une signalisation locale, sous réserve de respecter les caractéristiques du relais inductive cos phi indiquées pour ce type de charge. L’entrée analogique accepte des signaux de consigne de vitesse ou de retour process, ce qui couvre les besoins classiques de régulation. La sortie analogique complète ce jeu d’interfaces matérielles pour le retour d’informations process vers un automate, tandis qu’une carte électronique option additionnelle peut étendre le nombre de sorties disponibles si l’application l’exige ; cette carte électronique option supplémentaire peut notamment ajouter une sortie relais dédiée.

Le régulateur PID intégré prend en charge des boucles de régulation simples sans automate externe, ce qui réduit le câblage et le nombre de composants dans l’armoire. Le couplage bus DC est disponible pour la mise en commun de plusieurs variateurs sur un même bus de puissance, une configuration fréquente sur les lignes multi-axes.

Communication et protocole embarqués

Le variateur Altivar machine ATV320U40M3C embarque nativement le protocole Modbus RTU et le protocole CANopen. Ce double protocole de communication permet le dialogue avec un automate de supervision sans module communication additionnel dans la majorité des architectures. Pour les architectures plus complexes ou nécessitant un protocole réseau étendu tel que Modbus TCP ou Ethernet/IP, un module communication optionnel reste envisageable, en fonction de l’architecture cible et du protocole retenu au niveau supervision. Oui protocole Modbus RTU est disponible en natif ; Non protocole Ethernet/IP, Modbus TCP ou PROFINET n’est pas embarqué de série sur cette référence, il conviendra de vérifier la disponibilité d’un module communication séparé si ce protocole est requis. Ce choix Oui protocole natif contre Non protocole optionnel structure le dimensionnement de l’architecture réseau autour du variateur Altivar machine, ce même arbitrage Oui protocole/Non protocole devant être documenté dans le dossier technique du produit.

Cette architecture de communication s’intègre dans un réseau d’automatisation existant, qu’il s’agisse d’une supervision centralisée ou d’un pilotage distribué au niveau machine. Le protocole CANopen trouve sa place dans les applications multi-axes où plusieurs variateurs partagent un même bus de terrain, conformément aux recommandations IEC en matière de bus de terrain industriel. Le protocole Modbus TCP, lorsqu’il est ajouté via un module communication dédié, permet également une supervision à distance conforme aux pratiques IEC recommandées pour les réseaux industriels. Le protocole TCP ainsi déployé, associé au protocole CANopen natif, offre une couverture protocolaire complète pour la majorité des architectures rencontrées chez les constructeurs machines.

Sécurité intégrée et fonctions STO

L’ATV320U40M3C embarque une fonction STO (Safe Torque Off) certifiée SIL 3 selon la norme IEC 61508, complétée par une certification PLd Cat.3 selon ISO 13849-1. L’interface safety du variateur prend également en charge les fonctions SS1 (Safe Stop 1), SLS (Safe Limited Speed), SMS (Safe Maximum Speed) et GDL (Guard Door Locking). Cette combinaison de fonctions de sécurité répond aux exigences des machines nécessitant un arrêt sécurisé sans coupure de l’alimentation de puissance complète, dans le respect des normes IEC applicables à la sécurité fonctionnelle. Cette interface safety participe ainsi directement à la conformité globale du produit vis-à-vis des exigences ATEX lorsque la machine est installée en zone à risque, cette même interface safety devant être intégrée dès la conception de l’armoire pour les zones ATEX.

La fonction Sto reste centrale dans la conception de nombreuses cellules robotisées ou lignes avec accès opérateur fréquent. L’intégration de ces fonctions de sécurité directement dans le produit évite le recours à des relais de sécurité externes dans une partie des architectures, ce qui simplifie le câble de sécurité entre l’armoire et la machine. La fonction Sto contribue également à réduire le câble supplémentaire habituellement nécessaire pour relier un relais de sécurité externe, cette même fonction Sto limitant par ailleurs le nombre de contacteurs de puissance requis en amont du variateur.

Contrôle moteur, environnement et certifications

Le contrôle moteur de l’ATV320U40M3C couvre les modes V/f 2 points, V/f 5 points, V/f Energy Saving, ainsi que le contrôle vectoriel sans capteur (sensorless flux vector) et sa variante Energy Saving. Un mode de contrôle vectoriel sans capteur pour moteur synchrone est également disponible. Ce variateur Altivar machine pilote aussi bien des moteurs asynchrones (induction) que des moteurs synchrones à aimants permanents, ce qui élargit son usage aux applications nécessitant une meilleure efficacité énergétique.

La fréquence de sortie s’étend de 0.1 Hz à 599 Hz, avec une fréquence de découpage de 4 kHz. La plage de température de fonctionnement va de -10°C à 60°C, ce qui couvre la majorité des environnements industriels standards, hors ambiances particulièrement chaudes ou confinées sans ventilation complémentaire.

Le produit ne dispose pas de filtre CEM intégré sur cette configuration machine variateur tri 200v-240v ; l’ajout d’un filtre externe reste à prévoir selon les exigences CEM du site d’installation. Cette configuration machine variateur tri format compact reste néanmoins compatible avec les principales exigences CEM sous réserve d’un câblage soigné, cette même configuration machine variateur tri 200v s’appliquant aussi bien en armoire qu’en installation déportée. Côté freinage, le hacheur de freinage est intégré mais nécessite une résistance de freinage externe pour dissiper l’énergie lors des phases de décélération rapide ou de charges entraînantes, un point à vérifier pour les applications avec cos phi inductif marqué et charges inductives (inductive cos phi) sur le réseau amont, ce cos phi devant être mesuré au plus près du produit pour un dimensionnement fiable.

Côté certifications, l’ATV320U40M3C répond aux référentiels CE, ATEX, NOM, GOST, EAC, RCM, KC, UL et CSA. Cette couverture certificative facilite le déploiement du produit dans des zones géographiques variées, sous réserve de respecter les conditions d’installation propres à chaque marquage et aux normes IEC de référence dans chaque pays. La certification ATEX vise les zones à risque d’explosion selon le périmètre défini par le marquage produit ; elle ne dispense pas d’une analyse de zone dédiée par l’intégrateur. Les marquages RCM et EAC couvrent respectivement les exigences australiennes/néo-zélandaises et de l’Union économique eurasiatique, utiles pour les constructeurs machines exportant vers ces zones, notamment lorsque la certification ATEX est également exigée localement. Pour les zones à risque, la certification ATEX du variateur Altivar machine ATV320U40M3C doit être vérifiée en complément de l’analyse de zone propre à l’installation. Les constructeurs machines visant plusieurs zones d’exportation simultanées doivent ainsi croiser les exigences RCM, EAC et ATEX avec les normes IEC harmonisées correspondantes, ces mêmes constructeurs machines devant également documenter le marquage RCM et EAC dans le dossier produit final.

Intégration en armoire et bonnes pratiques de câblage

L’installation en armoire IP20 impose un câble de puissance et un câble de commande correctement dimensionnés et séparés physiquement pour limiter les perturbations CEM, en l’absence de filtre CEM intégré sur cette référence. Le raccordement du câble moteur doit respecter les longueurs maximales préconisées par Schneider Electric Altivar pour préserver la qualité du signal de sortie et limiter les contraintes diélectriques sur le bobinage moteur, ces recommandations Schneider Electric restant valables pour l’ensemble de la gamme Altivar machine. Un câble de terre correctement dimensionné complète ce dispositif de câblage pour assurer la continuité de protection électrique de l’ensemble, cette protection électrique renforçant la sécurité globale de l’installation autour du câble moteur.

Pour les intégrateurs travaillant avec impedance ohm resolution et ohm resolution bits sur les entrées analogiques, il convient de vérifier la résolution de mesure disponible sur ce produit avant de valider une chaîne de régulation fine, notamment la résolution ohm logique retenue pour le traitement du signal, cette résolution impedance ohm resolution conditionnant directement la précision de la sortie analogique associée. Cette vérification reste pertinente notamment pour des applications de dosage ou de régulation de débit où la précision de consigne conditionne la qualité du process, en particulier lorsque la supervision distante s’appuie sur une liaison Modbus TCP vers l’automate ou vers un Siemens SIMATIC HMI installé en armoire.