Variateurs de vitesse : Cours sur Altivar ATV320 et Altistart ATS48

Chapitre VI : Les variateurs de vitesse
I. Généralités
De nombreux systèmes industriels entraînés par des moteurs électriques utilisent la variation de
vitesse pour optimiser leur fonctionnement.
Deux technologies permettent d'obtenir cette variation de vitesse :
 la technologie mécanique (boîte de vitesse, système poulies courroie, système pignon-
chaine, ...)
 la technologie électronique (convertisseur d'énergie).
Les moteurs asynchrones : leur vitesse est proportionnelle à la fréquence d'alimentation.
Les variateurs de vitesses sont des systèmes qui convertissent les caractéristiques d'une
alimentation en fonction d'une consigne donnée.
1. Quadrant de fonctionnement
Deux paramètres définissent le fonctionnement des moteurs. Ces deux paramètres sont le couple
et la vitesse.
Le couple dépend de la charge qui peut être entraînée ou entraînante. Le signe de la
vitesse dépend du sens de rotation du moteur.
4 quadrants définissent les zones de fonctionnement :

2. Types de convertisseurs
Il existe deux types de convertisseurs.
 Les convertisseurs unidirectionnels :
Ils permettent le passage de l'énergie électrique uniquement du réseau vers le moteur.
 Les convertisseurs bidirectionnels :
Ils permettent le passage de l'énergie électrique du réseau vers le moteur, lorsque celui-ci entraîne
la charge et du moteur vers le réseau, lorsque la charge est entraînante.
II. Les variateurs de vitesse
1. Présentation des variateurs de vitesse pour les moteurs asynchrone
La fréquence de rotation d'un moteur asynchrone dépend de la fréquence d'alimentation du stator
(f en Hz) et du nombre de paires de pôles (p) de celui-ci.
Synoptique des variateurs pour moteurs asynchrones :
1 2 3 4
1 Redresseur : il transforme la tension alternative sinusoïdale en tension redressée
(unidirectionnelle).
2 Filtrage: il atténue ou élimine les phénomènes d'ondulation de la tension en sortie du
redresseur.
3 Récupération: lors du freinage, l'inertie entraîne le rotor. Le moteur ne ralentit pas
immédiatement, il se transforme alors en génératrice asynchrone.
4 Onduleur: il transforme une tension continue en une tension alternative de fréquence variable
tout en maintenant le rapport U/f constant.
~
M
~
~

2. Variateur Altivar ATV320
a. Définition
Le variateur Altivar Machine ATV320 est un variateur de vitesse pour moteurs asynchrones et
synchrones triphasés de 0,18 à 15 kW.
Il est conçu pour augmenter la disponibilité des machines et améliorer leurs performances tout en
réduisant le coût total des machines.
b. Contrôle moteur
Les variateurs Altivar Machine ATV320 permettent le contrôle simple et efficace des moteurs
asynchrones et synchrones. Ils offrent une précision de +/- 10 % du glissement du moteur en boucle
ouverte avec moteurs asynchrones.
c. Fonctions de sécurité
Les variateurs Altivar Machine ATV320 intègrent cinq fonctions de sécurité :
 STO : Safe Torque Off (Suppression sûre du couple),
 SLS : Safely Limited Speed (Limitation sûre de la vitesse),
 SS1 : Safe Stop 1 (Arrêt contrôlé sûr),
 SMS : Safe Maximum Speed (Vitesse maximale sûre),
 GDL : Guard Door Locking (Interverrouillage de porte).
Ces fonctions de sécurité sont configurées à l’aide du logiciel de configuration SoMove. De même
ces fonctions permettent de simplifier la mise en œuvre des machines nécessitant un dispositif de
sécurité complexe et d’améliorer les performances en cas de maintenance en réduisant le temps
d’arrêt de la machine ou de l’installation.
d. Logiciel de mise en service SoMove et outil de configuration Simple
Loader et Multi-Loader
 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 des variateurs Altivar Machine ATV320,
comme pour l’ensemble des autres variateurs et démarreurs Schneider Electric.
 Outil de configuration Simple Loader et Multi-Loader

L’outil Simple Loader permet de dupliquer la configuration d’un variateur sous tension vers un
autre variateur sous tension.
L’outil Multi-Loader 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.
e. Types de variateur Altisar ATTS320
ATV320U11M2C ATV320U11M2B
1- Bornier d’alimentation 4- Couvercle de protection 7- Platine
2- Couvercle de protection 5- Bornier
3- Port de communication 6- Bornier puissance moteur amovible
 Les références qui se terminent par “B” indiquent que le produit est équipé d’un bloc
contrôle Book. Pour le format Book, il est possible de monter plusieurs variateurs côte à
côte pour permettre un gain de place.
 Les références qui se terminent par “C" indiquent que le produit à un bloc contrôle Compact
et un format Compact.

3. Le variateur Altistart ATS48
a- Définition
Encore appelé démarreur-ralentisseur Altistart 48 est un gradateur de tension qui permet de
démarrer un moteur asynchrone triphasé à cage d’intensité nominale In par l’augmentation
graduelle de la tension à ces bornes (de 0 à 400VAC) pendant une durée prédéterminée, la
fréquence 50Hz restant fixe.
b- Fonction
Le démarreur-ralentisseur Altistart 48 (repère1) est livré prêt à l'emploi pour une application
standard avec une protection moteur. Il comporte un terminal intégré (repère2), permettant de
modifier les fonctions de programmation, de réglage ou de surveillance pour adapter et
personnaliser l'application aux besoins du client.
c- Critères de choix d’un Altisart 48
L'Altistart 48 doit être choisi en fonction de 3 critères principaux :
 La tension d’alimentation du réseau électrique,
 La puissance et le courant nominal de la plaque signalétique moteur,
 Le type d’application et le cycle de fonctionnement.
Afin de simplifier le choix, définir les valeurs limites de courant et de cycle pour les services, les
applications sont classées suivant 2 types :