ATV930C16N4C
Variateurs Altivar 930

Présentation du variateur ATV930C16N4C

Le variateur ATV930C16N4C appartient à la gamme Altivar 930 de Schneider Electric. Ce variateur ATV vitesse triphasé, un variateur vitesse destiné aux applications industrielles exigeantes, pilote des moteurs de forte puissance, avec une puissance nominale de 160 kW (250 hp). Le variateur ATV930C16N4C s’intègre dans les installations industrielles nécessitant une alimentation 480V, avec une tension d’entrée comprise entre 380V et 480V et une tolérance de -15% à +10%. Le format panel mount et le refroidissement par ventilateur permettent son intégration dans des armoires électriques dimensionnées pour ce type de puissance et compatibles avec une alimentation 480V. La gamme Altivar process partage cette architecture de contrôle moteur avancée, orientée vers les applications industrielles à forte contrainte ; cette gamme Altivar process de Schneider Electric couvre ainsi un large éventail de puissances compatibles avec une alimentation 480V. Cette gamme Altivar process reste également disponible en variante compatible avec une alimentation 480V pour les puissances supérieures, et Schneider Electric maintient une cohérence de conception entre les différents calibres de la gamme. Ce produit Schneider Electric complète ainsi la gamme Altivar process destinée aux sites alimentés en 480V.

Caractéristiques de sortie et fréquence de commutation

Le courant de sortie continu atteint 302A, avec un courant transitoire de 362A pour absorber les pics de charge. La capacité de surcharge de 120% autorise des dépassements ponctuels sans déclenchement, un point décisif pour les applications à couple variable ou à démarrage difficile. La fréquence de sortie s’étend de 0,1 Hz à 599 Hz, couvrant un large spectre de vitesses moteur. La fréquence de découpage kHz est fixée à 2,5 kHz, un réglage qui influence directement le bruit acoustique moteur et les pertes par commutation. Cette fréquence commutation kHz constitue un paramètre à surveiller lors du dimensionnement thermique de l’armoire, tout comme la valeur en ohm de l’impédance de la résistance de freinage éventuellement associée au variateur. La sortie variateur doit également tenir compte de l’impédance en ohm des câbles moteur pour limiter les chutes de tension sur les longueurs importantes, cette sortie variateur restant par ailleurs sensible aux variations de fréquence de commutation kHz mentionnées plus haut. Le choix de la fréquence de découpage influence également le comportement en surcharge du variateur, une fréquence de commutation kHz plus élevée pouvant réduire la marge de surcharge disponible ; par ailleurs, une résistance de freinage dont l’impédance en ohm est mal adaptée peut aggraver ce risque de surcharge. Cette même sortie variateur nécessite un contrôle régulier de l’impédance en ohm afin de garantir la fiabilité du freinage sur la durée.

Le variateur prend en charge plusieurs modes de contrôle moteur : couple variable standard, couple constant standard, mode de couple optimisé, ainsi que le contrôle de moteurs synchrones à aimants permanents et à réluctance synchrone. Cette polyvalence permet au variateur ATV de piloter des moteurs asynchrones, synchrones PM, à réluctance synchrone, des moteurs couple et des moteurs à rotor conique glissant. Ce variateur vitesse s’adapte ainsi à de nombreuses configurations de moteurs industriels grâce à ce variateur vitesse polyvalent.

Entrées, sorties et interfaces matérielles

Le variateur ATV930C16N4C dispose de 8 entrées TOR, 1 sortie TOR, 3 entrées analogiques et 2 sorties analogiques. Ces interfaces matérielles permettent le raccordement de capteurs, de commandes externes et de dispositifs de supervision ; ces mêmes interfaces matérielles facilitent également le diagnostic sur site. Le produit intègre également 3 sorties relais, exploitables pour la signalisation d’état ou le pilotage d’organes auxiliaires. Une sortie relais peut être configurée en usage inductif ou résistif selon l’application : une sortie relais inductive cos phi ou une sortie relais résistive cos phi doivent respecter les seuils de courant précisés par le constructeur pour préserver la durée de vie des contacts. Le paramètre cos phi sortie relais influence directement le dimensionnement de la charge commandée, qu’il s’agisse d’une charge inductive cos phi ou d’une charge résistive cos phi ; ainsi, une sortie relais inductive cos phi diffère sensiblement d’une sortie relais résistive cos phi en matière de contraintes sur les contacts, et le choix entre relais inductive cos et relais résistive cos dépend directement du type de charge raccordée. Ces interfaces matérielles supplémentaires, combinées aux sorties relais disponibles, permettent d’adapter le câblage aux contraintes spécifiques de chaque installation, qu’il s’agisse d’une charge relais inductive cos ou d’une charge relais résistive cos. Ces mêmes interfaces matérielles doivent par ailleurs être sélectionnées en cohérence avec le cos phi sortie de chaque circuit raccordé.

Communication et intégration système

Le variateur ATV930C16N4C prend en charge un nombre étendu de protocoles de communication numérique : Ethernet/IP, Modbus TCP, Modbus RTU, CANopen, PROFINET, PROFIBUS DP V1, DeviceNet, EtherCAT et POWERLINK. Cette diversité de protocoles facilite l’intégration dans un environnement PLC existant, quel que soit le bus de terrain déjà déployé sur le site, y compris lorsque le PLC pilote plusieurs variateurs simultanément via un même réseau, par exemple un PLC Siemens SIMATIC HMI supervisant l’ensemble via un protocole standardisé. Le raccordement via Modbus TCP ou PROFIBUS dp s’effectue selon la position module communication choisie sur le variateur ; la position module détermine l’emplacement physique de la carte de communication additionnelle. Cette organisation en position module communication permet d’adapter le variateur à l’architecture réseau retenue sans modifier le châssis principal, et la position module communication reste identique quel que soit le choix entre Modbus TCP et PROFIBUS dp. Un protocole supplémentaire peut être ajouté via une carte optionnelle occupant la même position module communication, ce qui simplifie l’évolution du système de supervision relié au PLC. Un afficheur graphique optionnel (8 lignes, 240×160 px) ainsi qu’un serveur web embarqué complètent les moyens de diagnostic et de paramétrage à distance. Le PLC superviseur peut ainsi dialoguer avec le variateur via Modbus TCP ou PROFIBUS dp selon la position module communication retenue lors de l’installation.

Sécurité, certifications et environnement d’exploitation

Le variateur ATV930C16N4C intègre la fonction STO (Safe Torque Off), permettant la suppression couple moteur en cas de situation dangereuse sans coupure de l’alimentation de puissance ; cette fonction de suppression couple agit directement sur l’étage de sortie du variateur. Cette fonction Sto répond aux exigences SIL 3 selon IEC 61508 et PLe selon IEC 13849-1, la fonction Sto étant activable via des entrées de sécurité dédiées, et cette fonction Sto contribue également à la suppression couple moteur lors des opérations de maintenance. La sécurité Stoa associée au variateur ATV930C16N4C s’inscrit dans une démarche de conformité aux normes de sécurité machine en vigueur dans l’industrie, cette même sécurité Stoa étant vérifiable via les entrées dédiées du variateur, et la sécurité Stoa demeure un critère important lors de l’intégration du variateur dans une ligne automatisée. Cette sécurité Stoa complète ainsi la fonction Sto et la suppression couple déjà décrites, renforçant la fiabilité globale du variateur. Le produit est également certifié CE, cUL, UL 508C, TÜV, REACH et CSA, et répond aux normes EN/IEC 61800-3, EN/IEC 61800-5-1, IEC 61508, IEC 13849-1, IEC 60721-3 et IEC 61000-3-12. Se conformer iec à ces référentiels garantit la compatibilité du variateur avec les exigences de sécurité électrique et fonctionnelle des sites industriels alimentés en 480V ; se conformer iec reste ainsi un prérequis pour toute installation raccordée à une alimentation 480V, et se conformer iec suppose également le respect des seuils de surcharge admissibles définis par le constructeur. Se conformer iec permet en outre de sécuriser durablement l’exploitation du variateur.

Le filtre CEM intégré de classe C3 limite les perturbations électromagnétiques émises vers le réseau d’alimentation. La température de fonctionnement est comprise entre -15°C et 50°C, sans indice de protection IP renforcé (IP0), ce qui impose une installation en armoire fermée. Avec un poids de 82 kg et des dimensions de 32 x 85,2 x 39,3 cm, ce variateur nécessite un espace dédié dans le tableau électrique, en tenant compte de la ventilation nécessaire au refroidissement par ventilateur.

Applications et cas d’usage

Le variateur ATV930C16N4C trouve sa place dans les installations industrielles à forte puissance moteur : pompage, ventilation, convoyage, ou applications nécessitant un couple important à basse vitesse. Le régulateur PID intégré permet une régulation en boucle fermée sans automate PLC externe, utile pour les applications de process simples. Le variateur ATV930C16N4C convient particulièrement aux contextes où la puissance moteur surcharge doit rester maîtrisée, notamment sur des cycles avec des pics de charge répétés ; cette puissance moteur surcharge doit être évaluée en amont du choix du variateur, et la puissance moteur surcharge dépend directement de la fréquence des transitoires rencontrés en exploitation. Sur ce point, le paramètre de surcharge faible mérite une attention particulière : un dimensionnement en surcharge faible limite la marge disponible lors des transitoires de charge et peut nécessiter un surdimensionnement du variateur par rapport à la puissance nominale du moteur, la surcharge faible étant à comparer systématiquement au profil de charge réel de l’application. Ce variateur Schneider Electric s’adresse aux intégrateurs et bureaux d’études qui recherchent une solution Schneider Electric robuste, avec une communication numérique étendue et des fonctions de sécurité certifiées, pour des applications de moteur surcharge faible ou de fonctionnement continu à forte puissance. Cette exigence de puissance moteur surcharge faible reste un critère de sélection déterminant pour les intégrateurs travaillant avec des cycles de charge variables.