Le produit doit être présenté sous forme d'un filtre de qualité supérieure à la valeur de l'échantillon.

Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 | MICROMASTER 440 — 11 kW / 15 ch, 3AC 380–480V, 26A (CT) / 32A (VT), IP20, Sans filtre, Commande V/Hz et vectorielle

Présentation

Le Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 est la variante à couple constant de 11 kW du MICROMASTER 440 — le variateur de fréquence polyvalent phare de Siemens, issu d'une génération de produits qui s'est imposée dans les installations industrielles mondiales au cours des années 2000 et 2010.

Le MM440 représentait l'offre la plus performante de Siemens dans le segment des variateurs compacts : plus large que le MM420 en termes de capacités de contrôle (ajoutant la commande vectorielle sans capteur à la V/Hz), et plus flexible que le MM430 (qui était optimisé pour les applications de ventilateurs et de pompes et manquait des surcharges nécessaires pour les charges à couple constant).

La variante FSC de 11 kW de ce numéro de pièce se situe confortablement au milieu de la gamme de puissance du MM440, s'adressant aux tailles de moteurs les plus couramment trouvées sur les systèmes de convoyage, les compresseurs, les pompes centrifuges, les mélangeurs et les machines industrielles générales.

Avec un courant de sortie de 26A en mode couple constant (forte surcharge) et 32A en mode couple variable (faible surcharge), la capacité de courant du variateur est correctement adaptée à un moteur de 11 kW en service HO et à un moteur de 15 kW dans les applications LO.

La spécification de surcharge — 150% pendant 60 secondes et 200% pendant 3 secondes en mode HO — reflète la capacité du variateur à gérer les demandes de courant transitoires des démarrages de convoyeurs chargés, des démarrages de compresseurs et d'autres scénarios d'accélération à inertie élevée momentanée sans déclenchement ni détarage.

Pour les applications de pompes et de ventilateurs où le couple de charge augmente avec le carré de la vitesse, le classement LO permet une sélection plus économique de la taille de variateur inférieure suivante par rapport à une spécification pour un fonctionnement à couple constant.

Le variateur est fourni sans filtre CEM (-2UD- dans le numéro de pièce), ce qui est la spécification correcte pour les installations où un filtre de ligne externe est fourni au niveau de l'armoire de commande, où le réseau d'alimentation dispose déjà d'un filtrage, ou où la norme CEM applicable n'exige pas de filtrage des émissions conduites au niveau du variateur.

Lorsque la conformité CEM au point d'installation est requise — généralement dans les installations soumises aux exigences de la catégorie C2 de la norme EN 61800-3 — un filtre externe est ajouté au câble d'alimentation, ou la variante filtrée (préfixe -2AD-) de la même puissance doit être spécifiée.

Spécifications clés

Modes de contrôle — V/Hz et vectoriel sans capteur

L'architecture de contrôle du MM440 prend en charge deux modes de contrôle principaux, sélectionnables par paramétrage :

Contrôle V/Hz maintient un rapport constant entre la tension de sortie et la fréquence de sortie, approximant la courbe de magnétisation du moteur.

Le V/Hz linéaire convient aux applications à couple constant (convoyeurs, compresseurs) où le moteur doit développer un couple maximal sur toute la plage de vitesse de fonctionnement. 

Le V/Hz quadratique — également appelé V/Hz loi carrée — réduit la tension à basse vitesse proportionnellement au carré de la fréquence, correspondant à la caractéristique couple-vitesse des ventilateurs et pompes centrifuges et réduisant les pertes moteur à charge partielle.

Contrôle vectoriel sans capteur (également appelé contrôle de courant de flux ou FCC dans la documentation Siemens) calcule un modèle en temps réel de l'état du flux magnétique du moteur et contrôle le vecteur de courant de sortie pour maintenir une orientation de flux optimale sans encodeur d'arbre.

Cela permet une production de couple à basse vitesse considérablement améliorée, une réponse dynamique plus rapide aux changements de charge et la capacité de développer un couple maximal à vitesse nulle ou proche de zéro — des capacités que le contrôle V/Hz ne peut égaler.

Le contrôle vectoriel sans capteur nécessite une course d'identification du moteur (auto-réglage) lors de la mise en service pour remplir le modèle moteur du variateur avec les paramètres spécifiques de résistance, d'inductance et de glissement du moteur.

Pour la plupart des applications de convoyage, de mélange et de compression, le contrôle V/Hz avec une saisie appropriée des données moteur est suffisant.

Pour les applications nécessitant une régulation de vitesse précise sur des charges variables, un bon couple de démarrage à basse vitesse, ou la réponse la plus rapide possible aux perturbations de charge, le contrôle vectoriel sans capteur est le meilleur mode de fonctionnement.

Architecture E/S et flexibilité d'application

La dotation en E/S du MM440 est nettement plus riche que celle des variateurs plus simples de sa catégorie. Six entrées numériques isolées, configurables via le jeu de paramètres, contrôlent des fonctions telles que le démarrage/arrêt, l'inversion de direction, la sélection de la source de consigne, la réinitialisation des défauts, le JOG et la sélection de fréquence fixe.

Contrairement aux variateurs où les entrées numériques ont des fonctions d'usine fixes et nécessitent un recâblage externe pour les modifier, les entrées numériques du MM440 sont entièrement réassignables via des paramètres — chaque entrée peut être mappée à n'importe quelle fonction de variateur disponible dans la liste des paramètres.

Deux entrées analogiques acceptent des signaux de tension (0–10V) ou de courant (0–20mA), le type d'entrée étant sélectionné par commutateur DIP plutôt que de nécessiter différentes variantes matérielles pour différents types de signaux de consigne.

Chaque entrée peut également être utilisée comme une entrée numérique supplémentaire lorsqu'un signal binaire est connecté — donnant au variateur effectivement huit entrées numériques lorsque les canaux analogiques ne sont pas nécessaires pour la consigne analogique ou le retour d'information.

Trois sorties relais avec des puissances nominales de 30V CC / 5A ou 250V CA / 2A signalent les conditions d'état du variateur — marche/arrêt, défaut, à la consigne, ou fonctions définies par l'utilisateur — aux circuits de relais de commande ou à l'API de la machine.

L'entrée de surveillance de température moteur PTC/KTY se connecte directement au capteur de protection thermique du moteur, permettant au variateur de surveiller la température du moteur en temps réel et de réduire la vitesse ou de déclencher avant que des dommages thermiques ne surviennent.

FAQ

Q1 : Le variateur est conçu pour 11 kW en mode couple constant (HO) et 15 kW en mode couple variable (LO). Quelle puissance s'applique pour une application de convoyeur ?

Les convoyeurs sont des charges à couple constant — le couple requis est approximativement constant sur la plage de vitesse, quelle que soit la vitesse.

Cela signifie que la puissance nominale HO (forte surcharge) s'applique : le moteur doit être d'une puissance nominale égale ou inférieure à 11 kW, et le variateur fournira un courant de sortie continu maximal de 26A avec une capacité de surcharge de 150% pendant 60 secondes.

Si le moteur est de 15 kW et que le profil de l'application est purement de type ventilateur ou pompe (couple augmentant avec le carré de la vitesse, faible couple de démarrage), alors le mode LO à 32A s'applique — mais il s'agit d'une décision d'ingénierie basée sur les caractéristiques de charge réelles, et non simplement sur la puissance nominale du moteur.

Q2 : Le variateur n'inclut pas de filtre CEM. Un filtrage externe est-il toujours nécessaire ?

Pas toujours. La nécessité d'un filtre CEM dépend de la norme CEM applicable à l'installation et de l'environnement de déploiement du variateur.

Les environnements industriels classés comme catégorie C3 (distribution restreinte, zone industrielle) selon la norme EN 61800-3 autorisent souvent le fonctionnement sans filtrage des émissions conduites, à condition que le réseau d'alimentation de l'installation ne soit pas sensible aux interférences haute fréquence.

Les environnements de catégorie C2 — qui comprennent les installations dans le premier environnement (résidentiel/commercial léger) ou lorsque l'alimentation est partagée avec des équipements sensibles — nécessitent généralement un filtrage.

Confirmez la catégorie applicable avec l'ingénieur CEM du système avant de décider de la nécessité du filtre.

Q3 : Quelles étapes de mise en service sont nécessaires lors de l'installation du MM440 sur un nouveau moteur ?

La mise en service minimale nécessite la saisie des données de la plaque signalétique du moteur dans le groupe de paramètres P0 (tension nominale, fréquence, puissance, courant, vitesse, facteur de puissance et type de moteur).

Une fois les données moteur saisies, une procédure de mise en service rapide (paramètre P1910) effectue un auto-réglage à l'arrêt pour mesurer la résistance du stator du moteur et améliorer la précision de la V/Hz. 

Pour le contrôle vectoriel sans capteur, un auto-réglage en rotation (nécessitant que le moteur tourne librement) mesure les paramètres du rotor et remplit le modèle moteur complet.

Après la mise en service, vérifiez que les temps de rampe d'accélération et de décélération (P1120/P1121) conviennent à l'inertie et à la plage de vitesse de l'application.

Q4 : Le variateur dispose d'une interface série RS-485. Quels protocoles de communication prend-il en charge nativement ?

L'interface RS-485 intégrée du MM440 prend en charge le protocole USS (Universal Serial Interface) — le standard de communication série propriétaire de Siemens pour le contrôle et le paramétrage des variateurs.

USS permet la connexion de plusieurs variateurs sur un seul bus RS-485 (jusqu'à 31 nœuds à 19 200 bauds, ou moins à des débits plus élevés), le PLC ou le contrôleur maître interrogeant chaque variateur pour son état et envoyant des commandes de consigne.

Pour la connectivité PROFIBUS DP — requise pour l'intégration dans SIMATIC S7 ou d'autres systèmes de contrôle basés sur PROFIBUS — le module de communication PROFIBUS optionnel CB15 se branche sur le port d'option du variateur.

Q5 : Le 6SE6440-2UD31-1CA1 peut-il être mis à niveau de la V/Hz vers le contrôle vectoriel après installation, ou cela nécessite-t-il un variateur différent ?

La V/Hz et le contrôle vectoriel sans capteur sont tous deux des modes de contrôle logiciels au sein du même variateur — passer de l'un à l'autre est un changement de paramètre (P1300), pas un changement matériel.

Le variateur est livré avec la V/Hz par défaut (P1300 = 0), et peut être changé en contrôle vectoriel sans capteur (P1300 = 20) après avoir effectué la mise en service d'auto-réglage requise.

Aucun matériel supplémentaire ni mise à niveau du firmware n'est nécessaire.

La transition est réversible à tout moment.