ATV930D90N4
Variateurs Altivar 930

Présentation du variateur vitesse Altivar 930 ATV930D90N4

Le variateur ATV930D90N4 équipe la gamme Altivar 930 de Schneider Electric, positionnée sur les applications de variation de vitesse à couple constant ou variable, avec une puissance nominale de 90 kW (125 hp). Ce variateur vitesse Altivar process ATV930 prend en charge une tension d’alimentation triphasée comprise entre 380v ca a 480v, avec une tolérance de -15%/+10%. Cette plage 380v ca a 480v couvre la majorité des réseaux industriels rencontrés en Europe et en France. Ce variateur ATV930D90N4 s’intègre dans les architectures industrielles nécessitant un contrôle précis de moteurs asynchrones, synchrones à aimants permanents ou à réluctance synchrone. Le format panel mount et le refroidissement par ventilation forcée facilitent son intégration en armoire électrique, tandis que son poids de 70,5 kg et ses dimensions (92,2 x 29 x 32,55 cm) doivent être pris en compte dès la conception du tableau.

Ce variateur vitesse Altivar 480v délivre un courant de sortie continu de 173 A, avec une capacité transitoire de 207,6 A et une surcharge admissible de 120 %. La fréquence de sortie s’étend de 0,1 Hz à 599 Hz, ce qui permet de couvrir un large spectre d’applications, du pompage aux convoyeurs en passant par les compresseurs industriels. Le hacheur de freinage est intégré, mais nécessite une résistance externe pour dissiper l’énergie de freinage sur les phases de décélération rapide. Cette gamme de produits Altivar process ATV, dont l’ATV930D90N4 fait partie, couvre une large plage de puissances pour répondre aux besoins des installations 380v à 480v et 500v. Ces produits Altivar process ATV partagent une architecture commune facilitant la maintenance et l’approvisionnement de pièces détachées, cette gamme de produits restant cohérente d’une puissance à l’autre. D’autres produits de la même famille, calibrés pour des tensions allant jusqu’à 500v, permettent d’étendre cette cohérence de gamme aux installations les plus exigeantes en 480v.

Pilotage moteur et régulation PID

L’Altivar process ATV930 pilote plusieurs types de moteurs : asynchrones (induction), synchrones à aimants permanents et synchrones à réluctance. Les modes de contrôle disponibles couvrent le couple constant, le couple variable, le couple optimisé, ainsi que des algorithmes dédiés aux moteurs à aimants permanents et à réluctance synchrone. Cette polyvalence permet au variateur vitesse Altivar de s’adapter à des charges variées, qu’il s’agisse de pompes centrifuges à couple variable ou de convoyeurs à couple constant, le variateur vitesse Altivar process ATV930 ajustant la vitesse moteur en fonction du profil de charge rencontré. Ce variateur vitesse Altivar process ATV930 conserve ainsi une précision de régulation de vitesse adaptée aux exigences des applications industrielles les plus sensibles.

Un régulateur PID intégré est disponible, utile pour les boucles de régulation de débit, de pression ou de niveau sans recourir à un automate externe. Cette fonction réduit la charge de calcul du PLC superviseur et simplifie l’architecture de commande dans les installations où le variateur gère localement une boucle fermée. Le couplage bus DC est également pris en charge, ce qui permet de mutualiser l’énergie de freinage entre plusieurs variateurs installés sur une même ligne.

Communication et intégration avec un PLC

Le variateur ATV930D90N4 embarque plusieurs protocoles de communication : Modbus TCP, Ethernet/IP et Modbus série sur RS485. Cette diversité de protocoles facilite le raccordement à un PLC de supervision, quel que soit le standard retenu sur le site. Le Modbus TCP, disponible en version Ethernet, permet une intégration rapide dans les réseaux industriels existants, avec un câble réseau standard reliant le variateur au PLC ou à la passerelle de communication. Le second canal Modbus TCP, redondant ou dédié à un outil de diagnostic, renforce la fiabilité de l’échange de données entre le variateur ATV Schneider Electric et le système de contrôle. Ce même variateur ATV Schneider Electric peut également superviser plusieurs axes via un unique canal Modbus TCP, tout en restant compatible avec un câble de communication standard déjà déployé sur le site. Ce variateur ATV Schneider Electric peut aussi être raccordé via un câble blindé lorsque l’environnement électromagnétique du site l’exige.

Non protocole propriétaire fermé, ces standards ouverts garantissent une compatibilité étendue avec les automates PLC des principaux fabricants, y compris les interfaces opérateur Siemens SIMATIC HMI utilisées sur certaines lignes. Non protocole additionnel n’est nécessaire pour dialoguer avec ces automates PLC standards du marché, non protocole spécifique n’étant requis pour les architectures les plus courantes, non protocole propriétaire supplémentaire ne venant complexifier l’intégration réseau. La position module communication sur le variateur permet l’ajout de cartes optionnelles pour étendre les capacités de dialogue réseau, notamment pour du PROFIBUS ou d’autres bus de terrain selon les besoins du projet. Cette position module communication reste accessible en face avant pour faciliter les opérations de maintenance, cette même position module communication acceptant plusieurs types de cartes selon le protocole retenu. La position module communication demeure ainsi un point clé de l’évolutivité du variateur ATV930D90N4. L’afficheur graphique optionnel, raccordé via un port RJ45, complète l’ensemble en offrant une interface locale de paramétrage et de diagnostic, indépendante du réseau de communication principal.

Entrées, sorties et interfaces matérielles

Les interfaces matérielles du variateur ATV930D90N4 comptent 10 entrées TOR, 2 sorties TOR, 3 entrées analogiques et 2 sorties analogiques. Cette richesse en entrées/sorties permet de raccorder directement des capteurs de process (pression, température, débit) sans multiplier les modules d’extension. Ces interfaces matérielles supportent également des extensions futures selon l’évolution des besoins de l’installation, ces mêmes interfaces matérielles restant accessibles depuis les borniers en face avant. L’ensemble de ces interfaces matérielles contribue à la flexibilité d’intégration du variateur dans des architectures de contrôle variées. Chaque sortie analogique peut être configurée en 0-20 mA ou 0-10V selon les besoins de l’installation, et chaque entrée analogique accepte des signaux compatibles avec la plupart des transmetteurs industriels standard, chaque entrée analogique pouvant être recalibrée depuis le menu de paramétrage.

Le variateur dispose également de 3 sorties relais, utiles pour piloter des contacteurs auxiliaires, signaler un défaut ou commander un frein mécanique. Une sortie relais résistive cos phi doit être dimensionnée selon la charge connectée : pour une charge résistive, le cos phi sortie relais se rapproche de 1, tandis qu’une charge inductive cos phi impose de vérifier le pouvoir de coupure du relais sur la documentation technique avant raccordement. Le respect de ces paramètres électriques évite une usure prématurée des contacts et garantit la fiabilité du signalement de défaut sur la durée de vie de l’équipement. La résistive cos phi sortie relais et l’inductive cos phi doivent systématiquement être vérifiées lors du câblage des sorties relais pour éviter tout dépassement du courant admissible. Chaque sortie relais résistive cos phi supplémentaire ainsi câblée doit faire l’objet d’un contrôle avant mise en service, ce contrôle de la sortie relais résistive cos phi étant recommandé à chaque intervention de maintenance. Ce même contrôle de la sortie relais résistive cos phi s’applique également lors du remplacement d’un contacteur auxiliaire.

Sécurité fonctionnelle et conformité

Le variateur ATV930D90N4 intègre des fonctions de sécurité fonctionnelle conformes à la norme SIL 3 (IEC 61508) et PLe Cat. 4 (ISO 13849-1). Ces fonctions comprennent le STO (Safe Torque Off), le SS1 (Safe Stop 1), le SLS (Safely Limited Speed) et le SBC (Safe Brake Control). La fonction STOA, dérivée du STO, participe à cette architecture de sécurité en garantissant l’absence de couple moteur sur demande de la chaîne de sécurité. L’interface safety intégrée permet de raccorder directement une chaîne de sécurité machine sans recourir à un relais de sécurité externe supplémentaire dans la plupart des configurations standard, ce qui simplifie l’architecture de sécurité globale de l’installation, la fonction STOA restant un élément clé de ce dispositif, au même titre que la fonction STOA associée au SS1 sur les architectures les plus exigeantes. Cette interface safety facilite également les opérations de validation lors de la mise en service de la machine, cette interface safety demeurant compatible avec les architectures de sécurité existantes sur site. Cette même interface safety participe également à la réduction du temps d’arrêt en cas de déclenchement de la fonction STOA.

Le variateur répond aux certifications CE, UL, CSA et TÜV, ce qui facilite son déploiement sur des marchés internationaux ainsi qu’en France, où les normes IEC restent la référence pour le dimensionnement des installations électriques industrielles, au même titre que les normes IEC applicables aux tensions 480v et 500v. Ces normes IEC s’appliquent également aux réseaux 500v rencontrés sur certains sites industriels en France, ces mêmes normes IEC encadrant également le choix du câble d’alimentation. Ces normes IEC constituent ainsi une référence commune pour les installateurs opérant en France comme à l’international. Le filtre CEM intégré, de catégorie C3 selon la norme EN/IEC 61800-3 pour un câble moteur jusqu’à 150 m (catégorie C2 jusqu’à 50 m), limite les perturbations électromagnétiques émises vers le réseau amont. L’indice de protection IP21 impose une installation en armoire fermée, à l’abri de la poussière et des projections d’eau, avec une température de fonctionnement comprise entre -15°C et 50°C, cet indice de protection devant être respecté sur l’ensemble du site d’installation.

Dimensionnement électrique et protection amont

Le raccordement du variateur ATV930D90N4 nécessite une protection amont adaptée au courant nominal de 173 A. Un disjoncteur MCB dimensionné selon les préconisations du fabricant protège l’installation contre les surcharges et les courts-circuits en amont du variateur, ce MCB devant être coordonné avec le calibre du câble d’alimentation. Ce disjoncteur MCB doit par ailleurs être accessible facilement pour les opérations de consignation, ce même disjoncteur MCB participant à la protection générale de l’armoire électrique. Le choix de ce disjoncteur MCB doit également tenir compte du courant transitoire admissible par le variateur. La résistance en Ohm des câbles de puissance doit être vérifiée sur les longueurs importantes, notamment lorsque le câble moteur dépasse 50 m, afin de respecter la classe de filtre CEM applicable et de limiter les chutes de tension, cette résistance en Ohm influant directement sur les pertes en ligne, une résistance en Ohm trop élevée pouvant dégrader la qualité de l’alimentation moteur. Un onduleur UPS peut également être installé en amont sur les circuits de commande pour garantir la continuité de l’alimentation des cartes de contrôle en cas de coupure secteur brève, cet UPS assurant la sauvegarde des paramètres même lors d’une micro-coupure, bien que la puissance de traction du moteur reste directement alimentée par le réseau triphasé 480v, cet onduleur UPS ne couvrant en aucun cas la puissance de traction elle-même. Cet onduleur UPS reste néanmoins recommandé pour préserver l’intégrité des paramètres de configuration du variateur.

Ce variateur vitesse Altivar 930, disponible chez les revendeurs de matériel d’automatisation en France en version neuve, boîte ouverte ou reconditionnée, convient aux ingénieurs automaticiens et techniciens de maintenance recherchant un équipement Schneider Electric robuste pour des applications de puissance élevée. Le délai estimé de livraison varie selon l’état du produit proposé, un point à vérifier auprès du revendeur avant validation de la commande, notamment pour les projets avec contraintes de planning serrées, ce délai estimé pouvant varier sensiblement d’un fournisseur à l’autre, ce même délai estimé dépendant également de la disponibilité en stock du variateur ATV930D90N4. Ce délai estimé reste par ailleurs un critère déterminant pour les projets soumis à des impératifs de mise en service rapide.