IEC 61922:2002

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-06
Installations de chauffage par induction
haute fréquence –
Méthodes d'essai pour la détermination
de la puissance de sortie du générateur
High-frequency induction heating installations –
Test methods for the determination of power
output of the generator
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61922:2002
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respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
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base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-06
Installations de chauffage par induction
haute fréquence –
Méthodes d'essai pour la détermination
de la puissance de sortie du générateur
High-frequency induction heating installations –
Test methods for the determination of power
output of the generator
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International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
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– 2 – 61922  CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .4
1 Domaine d’application et objet .6
2 Références normatives .6
3 Définitions .8
4 Charges d’essai.8
4.1 Charge par calorimètre conique .10
4.2 Méthode de la température du filament .10
4.3 Charges résistives adaptées .10
5 Description des essais .10
5.1 Charge par calorimètre conique .10
5.2 Méthode de la température du filament .14
5.3 Charges résistives adaptées .16
Annexe A (informative) Calcul de l’inductance de l’élément inductif d’essai.30
Figure 1 – Définition de la puissance de sortie.18
Figure 2 – Exemple de calorimètre .20
Figure 3 – Exemple de résistance à eau pour la mesure de la puissance .22
Figure 4 – Exemple d’élément inductif d’essai à une spire .24
Figure 5 – Exemple d’inductance réglable.26
Figure 6 – Exemple du circuit pour la mesure par la méthode de la température du
filament.28
Figure A.1 – Dimensions principales des éléments inductifs d’essai pour le calorimètre
conique.32

61922  IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5
1 Scope and object .7
2 Normative references.7
3 Definitions .9
4 Tests loads.9
4.1 Conical calorimeter load .11
4.2 Lamp load temperature method .11
4.3 Matched resistive loads .11
5 Description of tests .11
5.1 Conical calorimeter load .11
5.2 Lamp load temperature method .15
5.3 Matched resistive loads .17
Annex A (informative) Calculation of the test inductor inductance .31
Figure 1 – Definition of the output power .19
Figure 2 – Example of the calorimeter .21
Figure 3 – Example of the water resistor for the power measurement.23
Figure 4 – Example of the one-turn test inductor.25
Figure 5 – Example of the adjustable inductance .27
Figure 6 – Example of the circuit for the measurement by the lamp load temperature method 29
Figure A.1 – Main dimensions of test inductors for the conical calorimeter .33

– 4 – 61922  CEI:2002
COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION
HAUTE FRÉQUENCE –
MÉTHODES D’ESSAI POUR LA DÉTERMINATION
DE LA PUISSANCE DE SORTIE DU GÉNÉRATEUR
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI. La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61922 a été établie par le comité d’études 27 de la CEI:
Chauffage électrique industriel.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
27/314/FDIS 27/325/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L’annexe A est donnée uniquement à titre d’information.
Le comité a décidé que cette publication reste valable jusqu'en 2008. A cette date, la
publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61922  IEC:2002 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
HIGH-FREQUENCY INDUCTION HEATING INSTALLATIONS –
TEST METHODS FOR THE DETERMINATION
OF POWER OUTPUT OF THE GENERATOR
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61922 has been prepared by IEC technical committee 27: Industrial
electroheating equipment.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
27/314/FDIS 27/325/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annex A is for information only.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2008.
At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61922  CEI:2002
INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION
HAUTE FRÉQUENCE –
MÉTHODES D’ESSAI POUR LA DÉTERMINATION
DE LA PUISSANCE DE SORTIE DU GÉNÉRATEUR
1 Domaine d’application et objet
La présente Norme internationale est applicable aux installations industrielles de chauffage par
induction radiofréquence ou haute fréquence utilisées dans les applications thermiques (par
exemple pour le durcissement des surfaces, le soudage, le brasage, la fusion, le forgeage, la
rectification des zones des semiconducteurs, etc.).
Cette norme concerne les installations de chauffage par induction haute fréquence dans la
gamme de fréquences jusqu’à 300 MHz à des niveaux de puissance de valeur supérieure ou
égale à 500 W, comprenant des générateurs haute fréquence et des inducteurs avec les
dispositifs mécaniques nécessaires pour le traitement de charge (par exemple machines de
durcissement).
Cette norme a pour principal objet de fournir des méthodes d’essai pour la détermination de la
puissance de sortie des sources d’énergie pour le chauffage industriel par induction haute
fréquence.
Les charges telles qu’elles sont décrites dans cette norme peuvent être utilisées pour l’éva-
luation de la conformité de la compatibilité électromagnétique au CISPR 11.
Cette norme concerne la capacité de fonctionnement du générateur en régime assigné
permanent telle qu’elle est spécifiée par le constructeur.
Les méthodes de mesure de la puissance de sortie des générateurs fonctionnant en mode
d’impulsions avec des cycles de service courts (par exemple calorimètre adiabatique) sont à
l’étude.
Des systèmes électroniques de mesure de la puissance sont disponibles sur le marché, mais il
faut prendre des précautions lorsqu’on les utilise car leur précision ne peut pas être garantie,
en particulier aux fréquences élevées. Ces appareils exigent des transformateurs de courants
élevés et des transformateurs de tension pour les mesures de la puissance de sortie et ils
donnent également des résultats qui peuvent être erronés aux fréquences élevées. Ces
méthodes exigent des connaissances approfondies pour pouvoir être appliquées avec succès
et, par conséquent, elles ne sont pas détaillées dans la présente norme.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60050(841), Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 841: Electro-
thermie industrielle
CEI 60519-1, Sécurité dans les installations électrothermiques – Première partie: Règles
générales
61922  IEC:2002 – 7 –
HIGH-FREQUENCY INDUCTION HEATING INSTALLATIONS –
TEST METHODS FOR THE DETERMINATION
OF POWER OUTPUT OF THE GENERATOR
1 Scope and object
This International Standard is applicable to industrial radio- or high-frequency induction heating
installations used for the purpose of thermal applications (e.g. for surface hardening, welding,
soldering, melting, forging, zone refining of semiconductors, etc.).
This standard relates to high-frequency induction heating installations in the frequency range
up to 300 MHz for power levels of 500 W and above, comprising high-frequency generators
and inductors together with necessary mechanical devices for charge handling (e.g. hardening
machines).
The main purpose of this standard is to provide the test methods for the determination of
output power of industrial high-frequency induction heating power sources.
Loads as described in this standard may be used in compliance assessment of electromagnetic
compatibility according to CISPR 11.
This standard relates to generator capacity of operation under continuous rated conditions as
specified by the manufacturer.
The methods of measurement of power output of generators operating in pulse mode with short
duty cycles (e.g. the adiabatic calorimeter) are under consideration.
Electronic systems of power measurement are commercially available, but care must be taken
in their application because accuracy can not be guaranteed, particularly at higher frequencies.
These instruments require high current transformers and voltage transformers for the output
power measurements and they also are subject to errors at higher frequencies. These methods
require expert knowledge for successful application and therefore are not detailed in this
standard.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For
dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of
the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60050-841, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 841: Industrial
electroheating
IEC 60519-1, Safety in electroheat installations – Part 1: General requirements

– 8 – 61922  CEI:2002
CEI 60519-3:1988, Sécurité dans les installations électrothermiques – Troisième partie: Règles
particulières pour les installations des fours à induction à fréquence industrielle du réseau et à
moyenne fréquence
CEI 61308:1994, Installations de chauffage diélectrique haute fréquence – Méthodes d’essai
pour la détermination de la puissance de sortie
CISPR 11, Appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence radioélectrique –
Caractéristiques de perturbations électromagnétiques – Limites et méthodes de mesure
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans la
CEI 60050-841, CEI 60519-1 et la CEI 60519-3 ainsi que les suivantes, s’appliquent.
3.1
puissance de sortie haute fréquence
puissance mesurée aux bornes de sortie du générateur, alimentant la charge d’essai telle
qu’elle est définie dans la présente norme
NOTE Cette définition est explicitée à la figure 1. La partie gauche du croquis contient le générateur et elle se
termine à ses deux bornes de sortie. La charge est connectée à ces bornes. Toute la puissance qui apparaît à
l’extérieur de l’enveloppe du générateur est définie comme la puissance de sortie de celui-ci. Elle englobe la
puissance dissipée dans l’élément inductif, les fils d’énergie, le calorimètre, etc.
3.2
calorimètre
dispositif pour la mesure de la puissance haute fréquence, composé d’une partie refroidie à
l’eau, dans un flux contrôlé et avec mesure de la différence de température de l’eau en entrée
et en sortie
NOTE Cette partie est réalisée en acier ou dans un autre matériau conducteur et reçoit des courants à haute
fréquence.
3.3
densité de puissance surfacique
quotient de la puissance sur la surface active du calorimètre
3.4
inductance en boucle
inductance ayant la forme d’une boucle placée près de la charge sans former de cercle
complet autour de celle-ci
3.5
charge d’essai
équipement constitué des fils de connexion, de l’élément inductif et du calorimètre. Si une
résistance sans éléments réactifs est utilisée comme charge, un circuit résonnant auxiliaire est
utilisé pour l’élimination de la puissance harmonique. Si ce circuit auxiliaire ne fait pas partie
du générateur, les pertes de ce circuit sont mesurées avec les pertes dans les autres parties
de la charge d’essai
4 Charges d’essai
Il existe trois types différents de charges d’essai de puissance de sortie pouvant être utilisés
dans les installations de chauffage haute fréquence par induction. Seules les principaux sont
décrits ici. Les constructions détaillées doivent être conformes aux règles de l’art.

61922  IEC:2002 – 9 –
IEC 60519-3:1988, Safety in electroheat installations – Part 3: Particular requirements for
induction and conduction heating and induction melting installations
IEC 61308:1994, High-frequency dielectric heating installations – Test methods for the
determination of power output
CISPR 11, Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment – Electro-
magnetic disturbance characteristics – Limits and methods of measurement
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the definitions given in IEC 60050-841,
IEC 60519-1 and IEC 60519-3 as well as the following, apply.
3.1
high-frequency output power
power measured at the power output terminals of the generator, feeding to the test load as
defined in this standard
NOTE This definition is explained in figure 1. The left side of the drawing contains the generator and is limited by
its two output terminals. The load is connected to these terminals. All power that appears outside of the generator
case is defined as the output power of the generator. It comprises the power dissipated in the inductor, power
leads, calorimeter, etc.
3.2
calorimeter
device for the measurement of high-frequency power, which consists of a part cooled by water,
under controlled flow and measured temperature difference between water inlet and outlet
temperatures
NOTE This part is made of steel or other conductive material into which high-frequency currents are induced.
3.3
surface power density
quotient of the power and the active surface of the calorimeter
3.4
loop inductor
inductor in the shape of a loop brought close to the load without forming a full circle around it
3.5
test load
equipment consisting of the connection leads, the inductor and the calorimeter. If a resistor
without reactive elements is used as a load, an auxiliary resonant circuit is used for the
elimination of the harmonic power. If this auxiliary circuit is not part of the generator, the losses
in this circuit are measured with the losses in the other parts of the test load
4 Tests loads
There are three different types of output power test loads for use in high-frequency induction
heating installations. Only the main ones are outlined. Detailed constructions shall conform to
known engineering techniques.
– 10 – 61922  CEI:2002
4.1 Charge par calorimètre conique
La charge par calorimètre conique est généralement utilisée comme partie de la charge
d’essai. Ce calorimètre permet une adaptation de charge facile ainsi que la modification des
éléments inductifs sans débranchement de pièces de l’installation (par exemple les
alimentations en eau du calorimètre).
4.2 Méthode de la température du filament
Cette méthode de la température du filament est utilisée pour les applications jusqu’à environ
20 kW. Il est possible d’adapter la charge en choisissant les lampes ou en en combinant
plusieurs en parallèle ou en série.
4.3 Charges résistives adaptées
Une charge résistive adaptée peut être utilisée pour les applications où la charge résistive peut
être connectée aux bornes de sortie haute fréquence.
5 Description des essais
Le champ électromagnétique des emplacements occupés par le personnel d’essai doit être
conforme aux règlements de sécurité nationaux et/ou internationaux.
Il convient que les appareils de mesure ne soient pas perturbés par les champs haute
fréquence. En particulier, il convient de ne pas exposer les thermomètres au mercure à des
champs magnétiques de valeur élevée.
Pour toutes les méthodes de mesure calorimétriques indiquées, on doit veiller à mesurer la
température de sortie aussi près que possible de la charge.
Outre les méthodes calorimétriques indiquées, on peut également utiliser des méthodes de
mesure électriques directes. Dans ce cas, il faut que les transformateurs de courant et de
tension ainsi que l’appareil de mesure lui-même soient adaptés au facteur de puissance, à la
fréquence de fonctionnement et aux harmoniques. La somme de l’ensemble des erreurs ne
doit pas dépasser 5 %.
NOTE Dans les cas particuliers où il est nécessaire de mesurer les puissances dans la plage de 100 W à 500 W,
il convient que les erreurs supérieures à 5 % soient acceptées.
5.1 Charge par calorimètre conique
Un exemple type est donné à la figure 2. Les parois externes du calorimètre sont en acier au
carbone. L’utilisation d’acier d’alliage élevé n’est pas recommandée à cause de sa perméabilité
magnétique inférieure à celle de la plupart des charges utilisées dans les applications
pratiques. L’épaisseur des parois doit offrir une résistance mécanique adaptée (également en
cas de surchauffe). Le cône intérieur peut aussi être en acier. Il convient que la section des
pièces où l’eau circule soit si possible uniforme et telle qu’elle permette une vitesse adaptée de
l’eau pour le meilleur échange calorifique possible.
NOTE 1 Pour la simulation de la charge au-dessus du point de Curie, on peut utiliser un calorimètre dont les
parois externes sont en laiton ou en acier inoxydable austénitique.
Les dimensions extérieures du cône doivent être choisies de manière à ce que la densité de
puissance surfacique obtenue dans les parties du calorimètre qui sont couvertes par l’élément
inductif, ne dépassent pas 0,5 kW/cm . Des dimensions types sont données à la figure 2.
NOTE 2 Une densité de puissance surfacique supérieure peut donner lieu à un échauffement excessif des parois
du calorimètre et, par conséquent, à des pertes supérieures de rayonnements et des erreurs plus importantes dans
la détermination de la puissance.

61922  IEC:2002 – 11 –
4.1 Conical calorimeter load
The conical calorimeter load is generally used as part of the test load. This calorimeter enables
easy load matching and the changing of inductors without disconnecting parts of the installation
(e.g. water connections to the calorimeter).
4.2 Lamp load temperature method
The lamp load temperature method is used for applications up to about 20 kW. The matching
of the load is possible by selection of the lamps itself as well as by combination of several
lamps in parallel and/or in series.
4.3 Matched resistive loads
A matched resistive load can be used for applications where the resistive load can be
connected to the high-frequency output terminals.
5 Description of tests
Electromagnetic fields in places occupied by attending personnel shall conform with national
and/or international safety regulations.
High-frequency fields should not affect measuring devices. In particular, mercury thermometers
should not be placed in magnetic fields of great strength.
For all listed calorimetric measurement methods, care shall be taken that the outlet
temperature will be measured as close as possible to the load.
Besides the listed ca
...