Altivar 32 : Variateurs de vitesse pour moteurs triphasés de 0,18 à 15 kW

Le variateur Altivar 32 de Schneider Electric est un convertisseur de fréquence pour des moteurs asynchrones et synchrones triphasés 200…500 V de 0,18 à 15 kW. Il intègre différentes lois de commande moteur.
Associée aux moteurs synchrones, les variateurs de vitesse Altivar 32 offrent une efficacité énergétique optimisée. Il intègre plus de 150 fonctions. Jusqu’à 4 kW, le variateur Altivar 32 dispose d’une largeur de 45 ou de 60 mm permettant un gain de place important lors de son
installation. Il est également conçu pour un montage côte à côte ou sur le flanc dans les enveloppes à forte densité ou avec une faible profondeur.

Avec ses différentes cartes de communication disponibles en option, le variateur Altivar 32 s’intègre parfaitement dans les principales architectures d’automatisme.
Il dispose en standard de nombreuses entrées/sorties configurables pour faciliter l’adaptation aux applications.

Mise en œuvre et utilisation simplifiées

Exemples de solutions pour simplifier la mise en œuvre et l’utilisation :
– Compatibilité avec l’ensemble des outils de dialogue et de configuration des variateurs de vitesse Altivar et servo variateurs Lexium 32 (le logiciel de mise en service SoMove, le logiciel SoMove Mobile pour téléphone portable, les terminaux déportés et les outils de configuration “Simple Loader” et “Multi-Loader”).
– Liaison Bluetooth intégrée.
– Montage pratique des cartes de communication avec leur format “cassette”.
– Offre optimisée pour le raccordement sur le bus machine CANopen.
– Différentes possibilités de montage selon la machine (verticalement, horizontalement, déport possible du bloc contrôle pour montage à plat avec gain de place en profondeur, côte à côte).
– Montage rapide d’un disjoncteur magnétique TeSys GV2.
– Borniers légendés.
– Synergie avec les servo variateurs Lexium 32 pour la commande des applications avec moteurs asynchrones et synchrones (outils et options communs, mêmes formes d’encombrements, …).

Le variateur Altivar 32 est également compatible avec SoMachine. Cette solution permet de développer, de configurer et de mettre en service l’intégralité d’une machine dans un environnement logiciel unique.

Applications

Altivar 32 intègre des fonctions répondant aux applications les plus courantes, notamment :
– Manutention (petits convoyeurs, palans, …).
– Machines d’emballage et de conditionnement (petites ensacheuses, étiqueteuses, …).
– Machines spéciales (mélangeurs, malaxeurs, machines de transfert, machines textiles, …).
– Pompe, compresseur, ventilateur.
– Levage.
– Machine à bois (scies, colleuses, raboteuses, …).
– Transformation de métal (plieuses, soudeuses, machines de découpe, …).
– …

Fonctions de sécurité

La gamme Altivar 32 offre des fonctions de sécurité (niveau SIL 3 selon la norme IEC 61508) répondant au niveau de performance “e” (PL e) selon la norme ISO/EN 13849-1-2.
Le logiciel du variateur Altivar 32 intègre trois fonctions de sécurité qui, associées ou non à un module de sécurité de type Preventa, contribuent à la mise en conformité des machines :
– STO : “Safe Torque Off” (“Suppression sûre du couple”).
– SLS : “Safely Limited Speed” (“Vitesse limitée sûre”).
– SS1 : “Safe Stop 1” (“Arrêt contrôlé sûr”).
La configuration de ces fonctions de sécurité est réalisée via le logiciel de mise en service SoMove.

Cette intégration permet :
– De simplifier la mise en œuvre des machines nécessitant un dispositif de sécurité complexe.
– D’améliorer les performances en cas en cas de maintenance en réduisant le temps d’arrêt de la machine ou de l’installation.

Nota : certaines applications peuvent nécessiter l’ajout de modules de sécurité externes de type Preventa.

Fonction de sécurité STO “Safe Torque Off”
La fonction de sécurité intégrée STO provoque l’arrêt du moteur en roue libre car elle supprime le couple sur l’arbre moteur.

Fonction de sécurité SLS “Safely Limited Speed”
La fonction de sécurité intégrée SLS provoque le ralentissement du moteur puis le maintien à une fréquence prédéfinie. Si cette fréquence prédéfinie ne peut être maintenue au-delà d’une certaine valeur, par exemple dans le cas d’une charge entraînante, la fonction STO est activée.

Fonction de sécurité SS1 “Safe Stop 1”
La fonction de sécurité intégrée SS1 provoque un arrêt contrôlé sûr de catégorie 1.
Cet arrêt se décompose de la manière suivante :
– Arrêt du moteur selon une rampe de décélération prédéfinie.
– Vérification de l’arrêt du moteur ou que la fréquence est atteinte.
– Activation de la fonction STO.

La mise en œuvre des fonctions de sécurité intégrées dans le variateur Altivar 32 ne nécessite aucune option ou accessoires complémentaires.
Les fonctions sont directement raccordées aux entrées logiques du variateur et sont configurables par le logiciel de mise en service SoMove.

ATV Logic

ATV Logic permet d’adapter le variateur de vitesse Altivar 32 à des applications dédiées grâce à ses fonctions d’automatisme intégrées personnalisables.
Les fonctions d’automatisme intégrées avec ATV Logic permettent de réaliser des opérations simples sans ajout d’appareils complémentaires.
La programmation d’ATV Logic est réalisée via le logiciel de mise en service SoMove et donne accès aux fonctions suivantes :
– Opérations arithmétiques, opérateurs booléens, fonctions compteur, temporisation,…
– Programmation jusqu’à 50 fonctions programmées par séquence d’automatisme.
– Accès aux variables internes du variateur.

Fonctionnalités dédiées aux moteurs synchrones

– Réglage simplifié grâce au nombre réduit de paramètres de configuration (quatre maximum).
– Autoréglage (autotuning) de l’association variateur/moteur.
– Injection haute fréquence pour de hautes performances en boucle ouverte.

Fonctions d’application

Altivar 32 intègre 150 fonctions avec, notamment, la possibilité de gérer :
– Les configurations : standard ou personnalisables.
– Les réglages : usine ou constructeur de machine (OEM).
– Les fonctions applicatives métier (convoyage, découpe, levage,…).
– La fréquence de découpage réglable afin d’optimiser l’asservissement (courant moteur ajusté, bruit et échauffement moteur réduits, …).
– Les multiples Interface Homme-Machine (IHM) et les outils de dialogue ou de configuration.
– Le paramétrage des menus avec la fonction “My Menu” afin d’obtenir une Interface Homme-Machine (IHM) dédiée à l’application.
– Les chargements et déchargements des logiciels applicatifs et du logiciel variateur, appareil sous ou hors tension,…

La gamme

La gamme des variateurs Altivar 32 couvre les puissances moteur comprises entre 0,18 kW et 15 kW selon 2 types de réseaux d’alimentation :
– 200 V…240 V monophasé, de 0,18 kW à 2,2 kW.
– 380 V…500 V triphasé, de 0,37 kW à 15 kW.

Le variateur Altivar 32 intègre en standard les protocoles de communication Modbus et CANopen. Ils sont accessibles par la prise de type RJ45 située en face avant du variateur. Afin de simplifier le raccordement du variateur Altivar 32 sur bus machine CANopen, 3 cartes de communication dédiées sont proposées en fonction du type de connectique :
(1) Carte CANopen Daisy chain avec 2 connecteurs de type RJ 45.
(2) Carte CANopen avec connecteur de type SUB-D 9 contacts.
(3) Carte CANopen avec bornier 5 contacts.

En complément aux protocoles Modbus et CANopen accessibles en standard, le variateur Altivar 32 peut se connecter sur les principaux bus et réseaux de communication industriels par l’ajout de l’une des cartes de communication disponibles en option :
– Modbus TCP – Ethernet/IP.
– PROFIBUS DP V1.
– DeviceNet.
– EtherCAT.
– POWERLINK.
– ProfiNet.

Accessoires et options externes

Des accessoires et options externes peuvent être associés au variateur Altivar 32.
La disponibilité des accessoires et options externes dépendent du calibre du variateur.

Accessoires
(1) Support pour montage direct disjoncteur magnétique GV2/ATV 32.
(2) Adaptateur pour déport du bloc contrôle à 90°, pour montage du bloc puissance sur le flanc en conservant le bloc contrôle visible et accessible.
(3) Cordons bus continu Daisy chain pour raccorder en chaînage le bus continu.

Raccordement du bus continu en Daisy Chain (chaînage)
L’utilisation du bus continu en Daisy Chain (chaînage) est mise en œuvre dans les cas suivants :
– Variateurs alimentés par le réseau alternatif avec mise en parallèle du bus continu afin d’équilibrer les charges lors des phases de freinage entre variateur ; utilisation en complément des résistances de freinage.
– Variateurs alimentés uniquement par le bus continu.

Options externes
– Résistances de freinage.
– Inductances de ligne.
– Inductances moteur.
– Filtres CEM additionnels.
– Carte de contrôle de vitesse.

Outils de dialogue et de configuration

Interface Homme-Machine
L’afficheur à 4 digits (11) permet d’afficher les états, les défauts détectés et les valeurs des paramètres du variateur.
Le bouton de navigation (22) permet de naviguer dans les menus, de modifier les valeurs et de modifier la vitesse du moteur en mode local.

Terminaux de dialogue
Le variateur Altivar 32 peut être raccordé à un terminal déporté (44) ou à un terminal graphique déporté (33), disponibles en option.

Description
(1) Afficheur 4 digits.
(2) Touches de navigation , et de sélection ENT, ESC.
(3) Touches de commande locale du moteur :
– RUN : mise en marche du moteur.
– FWD/REV : inversion du sens de rotation du moteur.
– STOP/RESET : arrêt du moteur/effacement des défauts détectés du variateur.
(4) Touche de sélection du mode de fonctionnement MODE.
(5) Cache permettant de gérer l’accès aux touches de commande locale du moteur.
(6) Afficheur graphique :
– 8 lignes de 24 caractères, 240 x 160 pixels, affichage de gros digits.
(7) Touches de fonctions (non fonctionnelles sur l’Altivar 32).
(8) Bouton de navigation :
– Rotation ± : passe à la ligne suivante/précédente, incrémente/décrémente la valeur
– Appui : enregistre la valeur en cours (ENT).
Touche ESC : abandon d’une valeur, d’un paramètre ou d’un menu pour revenir au choix précédent.
(9) Touches de commande locale du moteur :
– RUN : mise en marche du moteur.
– STOP/RESET : arrêt du moteur/effacement des défauts détectés du variateur.
– FWD/REV : inversion du sens de rotation du moteur.

Le terminal déporté peut être monté sur une porte d’enveloppe avec un degré de protection IP 54 ou IP 65. Il donne accès aux mêmes fonctions que l’interface Homme-Machine.
Le terminal graphique déporté offre un confort d’utilisation pour les phases de configuration, de mise au point ou de maintenance. Il peut également être monté sur une porte d’enveloppe avec un degré de protection IP 54 ou IP 65.

Description
(1) Terminal graphique déporté.
(2) Cordons pour déport.
(3) Adaptateur RJ45 femelle/femelle.
(4) Kit de déport : Pour montage sur porte d’enveloppe avec degré de protection IP 54.
(5) Porte : Permet de porter le degré de protection du kit de déport à IP 65.

Logiciel de mise en service SoMove
Le logiciel de mise en service SoMove permet de configurer, de régler, d’effectuer la mise au point avec la fonction “Oscilloscope” ainsi que la maintenance du variateur.
Il est utilisable en connexion directe ou en liaison sans fil Bluetooth.

Logiciel SoMove Mobile pour téléphone portable
Pour les gammes de produits avec liaison Bluetooth intégrée (ATV32H…..437), le logiciel SoMove Mobile permet d’éditer les paramètres du variateur à partir d’un téléphone portable via une liaison sans fil Bluetooth.
Il permet également de sauvegarder des configurations. Ces dernières peuvent être importées ou exportées à partir d’un PC via une liaison sans fil Bluetooth.

Outils de configuration “Simple Loader” et “Multi-Loader”
L’outil “Simple Loader” (66) permet de dupliquer la configuration d’un variateur sous tension vers un autre variateur sous tension.
L’outil “Multi-Loader” (55) permet de copier des configurations à partir d’un PC ou d’un variateur et de les dupliquer vers un autre variateur ; les variateurs peuvent être hors tension.

Configuration d’un Altivar 32 dans son emballage :

Description

(1) Bornier d’alimentation réseau.
(2) Couvercle de protection permettant d’empêcher l’accès au bornier d’alimentation (7) lorsqu’il est fermé.
(3) Port de communication de type RJ 45 permettant d’accéder aux protocoles intégrés : liaison série Modbus et bus machine CANopen.
(4) Couvercle de protection permettant d’accéder au bornier contrôle. Comprend également une étiquette avec plan de raccordement.
(5) Bornier contrôle pour raccordement des entrées/sorties :

– 6 entrées logiques :
> 1 entrée à logique positive (Sink).
> 1 entrée à logique négative (Source),
> 1 entrée configurable en entrée pour sondes PTC.
> 1 entrée à commande par train d’impulsions 20 kHz. 24 V DC, impédance 3,5 KΩ, temps d’échantillonnage 8 ms.

– 1 sortie logique : 24 V DC, temps d’échantillonnage 2 ms, tension maximale 30 V, courant maximal 100 mA.

– 3 entrées analogiques :
> 1 entrée analogique en courant, en programmant X et Y de 0 à 20 mA, impédance 250 Ω.
> 1 entrée analogique différentielle bipolaire ± 10 V, impédance 30 Ω.
> 1 entrée analogique en tension ±10 V, impédance 30 Ω, temps d’échantillonnage 2ms.

– 1 sortie analogique configurable en courant et en tension :
> Sortie analogique en tension DC 0…10 V, impédance de charge minimale 470 Ω.
> Sortie analogique en courant 0…20 mA, impédance de charge maximale 800 Ω.

– 2 sorties à relais :
> 1 sortie à contact “O” et contact “F” avec point commun. Pouvoir de commutation minimal 5 mA pour 24 V DC, pouvoir de commutation maximal 3 A sur charge résistive, 2 A sur charge inductive pour 250 V AC ou 30 V DC.
> 1 sortie à contact “O” avec pouvoir de commutation maximal 5 A sur charge résistive.
(6) Bornier puissance moteur débrochable ; permet de conserver la mémoire de raccordement lors des opérations de maintenance.
(7) Platine CEM, solidaire du bornier puissance moteur (6).

Exemple d’un raccordement multipoint

L’ensemble des éléments présentés dans cette page permettent le raccordement multipoint d’un terminal graphique avec plusieurs variateurs. Ce raccordement multipoint utilise la prise de type RJ45 du port de communication Modbus/CANopen.

(2) Cordons pour déport.
(4) Kit de déport.
(6) Répartiteur Modbus : 10 connecteurs de type RJ45 et 1 bornier à vis.
(7) Tés de dérivation Modbus.
(8) Adaptation de fin de ligne Modbus.
(9) Cordons pour liaison série Modbus équipés de 2 connecteurs de type RJ45.

Résistances de freinage

La résistance de freinage permet le fonctionnement du variateur Altivar 32 en freinage d’arrêt ou en marche freinée, en dissipant l’énergie de freinage. Elle permet un couple maximal de freinage transitoire.
Selon le calibre, deux types de résistances sont disponibles :
– Modèle sous boîtier IP 20 conçu pour être conforme à la norme CEM et protégé par un thermo-contact ou par un relais thermique.
– Modèle sous boîtier IP 65 avec cordon de raccordement, pour les variateurs ATV32H…M2 et ATV32H037N4…HU75N4.

Inductances de ligne

Les inductances de ligne permettent d’assurer une meilleure protection contre les surtensions du réseau et de réduire les harmoniques de courant produits par le variateur.
Les inductances recommandées permettent de limiter le courant de ligne.
Elles sont développées en correspondance avec la norme IEC 61800-5-1 (VDE 0160 niveau 1 surtensions de fortes énergies sur le réseau d’alimentation).
Les valeurs des inductances sont définies pour une chute de tension comprise entre 3 et 5 % de la tension nominale du réseau. Une valeur plus importante entraîne une perte de couple.
L’utilisation d’inductances de ligne est particulièrement recommandée dans les cas suivants :
– Réseau fortement perturbé par d’autres récepteurs (parasites, surtensions).
– Réseau d’alimentation avec un déséquilibre de tension entre phases > 1,8 % de la tension nominale.
– Variateur alimenté par une ligne très peu impédante (à proximité de transformateur de puissance supérieure à 10 fois le calibre du variateur).
– Installation d’un grand nombre de convertisseurs de fréquence sur la même ligne.
– Réduction de la surcharge des condensateurs de relèvement du cos φ, si l’installation comporte une batterie de compensation du facteur de puissance.

Inductances moteur

Les inductances moteur peuvent être insérées entre le variateur Altivar 32 et le moteur pour :
– Limiter le dv/dt aux bornes du moteur (500 à 1500 V/µs), pour les câbles de longueur supérieure à 50 m.
– Filtrer les perturbations causées par l’ouverture d’un contacteur placé entre le filtre et le moteur.
– Diminuer le courant de fuite à la terre du moteur.
– Minimiser l’onde de courant réduisant ainsi les bruits moteur.

Filtres CEM intégrés et filtres CEM additionnels d’entrée

Filtres intégrés
Le variateur Altivar 32 intègre les filtres d’entrée atténuateurs de radio-perturbations pour répondre à la norme CEM de “produits” des entraînements électriques de puissance à vitesse variable IEC 61800-3 catégorie C2 des variateurs de vitesse et pour être conforme à la directive européenne sur la CEM (compatibilité électromagnétique).
Les filtres CEM intégrés sont conformes à la norme 61800-3 pour une longueur maximale de câble moteur de 10 mètres avec les variateurs de vitesse ATV32…M2 et de 5 mètres avec les variateurs de vitesse ATV32…N4.

Filtres CEM additionnels d’entrée
Les filtres CEM additionnels d’entrée permettent de répondre à des exigences plus sévères ; ils sont destinés à réduire les émissions conduites sur le réseau en-dessous des limites de la norme IEC 61800-3 catégorie C1 ou C2.

Selon le modèle, les filtres CEM additionnels se montent à côté ou sous le variateur.
Montage du filtre à côté du variateur :
– Variateurs ATV32H…M2, ATV32H037N4…HU40N4.
– Filtres CEM additionnels d’entrée.

Montage du filtre sous le variateur :
– Variateurs ATV32HU55N4…HD15N4.
– Filtres CEM additionnels d’entrée.

Utilisation en fonction du type de réseau
L’utilisation des filtres CEM additionnels n’est possible que sur les réseaux de type TN (mise au neutre) et TT (neutre à la terre).
La norme IEC 61800-3, annexe D2.1, indique que, sur les réseaux de type IT (neutre impédant ou isolé), les filtres peuvent rendre aléatoire le fonctionnement des contrôleurs d’isolement.
L’efficacité des filtres additionnels sur ce type de réseau dépend de la nature de l’impédance entre neutre et masse, et est donc imprévisible.
Dans le cas d’une machine devant être installée sur réseau IT, une solution consiste à insérer un transformateur d’isolement et à mettre localement la machine en réseau TN ou TT.
Les filtres d’entrée atténuateurs de radio-perturbations intégrés aux variateurs Altivar 32 peuvent être facilement déconnectés par un commutateur sans démontage du variateur.

Carte de contrôle de vitesse

La carte de contrôle de vitesse VW3A3620 est recommandée pour les applications de levage.
Elle est capable de détecter un problème de chargement dans une application de levage telle qu’une grue grâce à sa fonction de détection d’erreur de chargement. Quand un problème est détecté, la carte de contrôle de vitesse active le frein.

Une erreur est détectée en comparant la rampe de sortie avec le retour vitesse de l’encodeur. Lorsqu’un défaut est détecté, le variateur se met en roue libre. Si la fonction de contrôle logique de freinage a été configurée, la commande du freinage sera désactivée.

Les erreurs sont détectées quand :
– La différence entre le retour vitesse et la fréquence de sortie est supérieure à un certain pourcentage de la fréquence nominale du moteur.
Seules les différences positives peuvent être contrôlées. En direction descendante (vitesse négative) la charge ne peut pas être déplacée plus vite que la vitesse de référence.
– La direction de l’encodeur est différente de la direction de référence.

Bus et réseaux de communication

Le variateur Altivar 32 est conçu pour répondre aux configurations rencontrées dans les principales installations industrielles communicantes.
Il intègre en standard les protocoles de communication Modbus et CANopen.
Ces derniers sont directement accessibles via le port de communication de type RJ45 situé en face avant.
Le variateur Altivar 32 peut également se connecter sur d’autres bus et réseaux de communication industriels en utilisant l’une des cartes de communication proposées en option. Les cartes de communication sont fournies sous format “cassette” permettant un montage/démontage aisé.

Liaison série Modbus
La liaison série Modbus est dédiée au raccordement d’outils de dialogue ou de configuration :
– Terminal de dialogue et d’exploitation Magelis.
– Terminal déporté, terminal graphique déporté.
– Logiciel de mise en service en SoMove, outils de configuration “Simple Loader”, “Multi-loader”.

Bus machine CANopen
Le bus machine CANopen est dédié à l’intégration dans les architectures d’automatisme notamment en association avec les contrôleurs logiques Modicon M238 et M258, la commande de mouvement Lexium 32…

Trois cartes de communication dédiées CANopen sont proposées en fonction du raccordement et de la connectique :
– Carte CANopen Daisy chain avec 2 connecteurs RJ 45 offrant une solution pourle raccordement par chaînage sur bus machine CANopen.
– Carte CANopen pour raccordement au bus par connecteur de type SUB-D 9 contacts.
– Carte CANopen pour raccordement au bus par bornier.

Cartes de communication dédiées industrie
Les cartes de communication disponibles sont :
(1) Modbus TCP et EtherNet/IP.
(2) PROFIBUS DP V1.
(3) DeviceNet.
(4) EtherCAT.
(5) POWERLINK.
(6) ProfiNet.

Description
Le variateur Altivar 32 a été conçu afin de simplifier les connexions aux bus et réseaux de communication avec :
(1) Port de communication intégré de type RJ45 pour Modbus/CANopen en face avant.
(2) Logement pour la carte de communication.
(3) Carte de communication.

Fonctions
Toutes les fonctions du variateur Altivar 32 sont accessibles par les bus et les réseaux de communication :
– La commande.
– La surveillance.
– Le réglage.
– La configuration.

La commande et la consigne de vitesse peuvent provenir de différentes sources de contrôle :
– Borniers d’entrées logiques ou d’entrées/sorties analogiques.
– Bus ou réseau de communication.
– Terminaux déportés.

Les fonctions avancées du variateur Altivar 32 permettent de gérer la commutation de ces sources de contrôle suivant les besoins de l’application.
Il est possible de choisir l’affectation des données d’entrées/sorties périodiques de communication par le logiciel de configuration du réseau.
Le variateur Altivar 32 peut être piloté :
– Suivant le profil natif CiA 402.
– Suivant le profil I/O.

La surveillance de la communication est effectuée selon des critères spécifiques à chaque protocole. Cependant, quel que soit le protocole, il est possible de configurer la réaction du variateur, suite à un défaut de communication détecté :
– Arrêt roue libre, arrêt sur rampe, arrêt rapide ou arrêt freiné.
– Maintien du dernier ordre reçu.
– Position de repli à une vitesse prédéfinie.
– Ignorer le défaut détecté.

Exemple de montage direct GV2/ATV 32 en enveloppe

Vidéo Altivar 32