IEC TR 61800-6:2003

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61800-6
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2003-03
Entraînements électriques de puissance
à vitesse variable –
Partie 6:
Guide de détermination du type de régime
de charge et de dimensionnement
en courant correspondant
Adjustable speed electrical
power drive systems –
Part 6:
Guide for determination of types of load duty
and corresponding current ratings
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC/TR 61800-6:2003
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
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CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
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• IEC Just Published
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.
RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61800-6
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2003-03
Entraînements électriques de puissance
à vitesse variable –
Partie 6:
Guide de détermination du type de régime
de charge et de dimensionnement
en courant correspondant
Adjustable speed electrical
power drive systems –
Part 6:
Guide for determination of types of load duty
and corresponding current ratings
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P
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– 2 – TR 61800-6 © CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4
1 Généralités . 8
1.1 Domaine d'application et objet. 8
1.2 Références normatives . 8
2 Définitions. 8
3 Valeurs assignées.16
3.1 Généralités .16
3.2 Méthode d'établissement des valeurs assignées de courant en fonction
du temps pour les blocs et les groupes à semiconducteurs.20
3.2.1 Généralités .20
3.2.2 Courant assigné d'un transformateur de convertisseur commun.20
3.2.3 Valeurs assignées d'un convertisseur double.20
3.2.4 Détermination du type de régime de charge.20
3.3 Courants assignés pour les groupes et les sections.20
3.3.1 Généralités .20
3.3.2 Courants assignés pour le régime de charge constante .22
3.3.3 Courants assignés pour le régime de charge de pointe intermittente .22
3.3.4 Courants assignés pour le régime de charge intermittente .22
3.3.5 Courants assignés pour le régime de charge intermittente avec
intervalles sans charge.22
3.3.6 Courants assignés pour le régime de charge répétitive .22
3.3.7 Courants assignés pour régime de charge non répétitive .26
3.4 Capacité de surcharge et de courant de pointe.28
4 Classes de service pour régime de charge non répétitive.28
Figure 1 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge constante.10
Figure 2 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge de pointe
intermittente .10
Figure 3 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge intermittente .12
Figure 4 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge intermittente avec
intervalles à vide .12
Figure 5 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge répétitive .14
Figure 6 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge non répétitive.14
Figure 7 – Diagramme courant-temps du cycle de charge répétitive équivalent.26
Figure 8 – Caractéristiques assignées limites typiques pour régime
de charge non répétitive .28
Tableau 1 – Liste des symboles.16
Tableau 2 – Classes de service pour des applications industrielles non répétitives.28

TR 61800-6 © IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5
1 General. 9
1.1 Scope and object . 9
1.2 Normative references. 9
2 Definitions. 9
3 Rated values.17
3.1 General .17
3.2 System of establishing rated current-time values for semiconductor
assemblies and equipments .21
3.2.1 General.21
3.2.2 Rated current of a common converter transformer .21
3.2.3 Rated values of a double converter .21
3.2.4 Determination of type of load duty .21
3.3 Rated currents for equipments and sections .21
3.3.1 General.21
3.3.2 Rated currents for uniform load duty.23
3.3.3 Rated currents for intermittent peak load duty.23
3.3.4 Rated currents for intermittent load duty .23
3.3.5 Rated currents for intermittent load duty with no-load intervals.23
3.3.6 Rated currents for repetitive load duty .23
3.3.7 Rated currents for non-repetitive load duty .27
3.4 Overload and surge current capability .29
4 Duty classes for non-repetitive load duty .29
Figure 1 – Typical current-time chart for uniform load duty .11
Figure 2 – Typical current-time chart for intermittent peak load duty.11
Figure 3 – Typical current-time chart for intermittent load duty .13
Figure 4 – Typical time chart for intermittent load duty with no-load intervals .13
Figure 5 – Example of current-time chart for repetitive load duty .15
Figure 6 – Typical current-time chart for non-repetitive load duty.15
Figure 7 – Equivalent repetitive load duty load-time chart.27
Figure 8 – Typical rating curves for non-repetitive load duty .29
Table 1 – List of symbols .17
Table 2 – Duty classes for non-repetitive industrial applications .29

– 4 – TR 61800-6 © CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
–––––––––––
ENTRAÎNEMENTS ÉLECTRIQUES DE PUISSANCE À VITESSE VARIABLE –
Partie 6: Guide de détermination du type de régime de charge
et de dimensionnement en courant correspondant
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 du présent rapport technique 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 tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes inter-
nationales. Toutefois, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport technique
lorsqu’il a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement publiées
comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par exemple, des informations sur
l’état de la technique.
La CEI 61800-6, qui est un rapport technique, a été établie par le sous-comité 22G:
Convertisseurs à semiconducteurs pour les systèmes d'entraînement électriques à vitesse
variable, du comité d’études 22 de la CEI: Systèmes et équipements électroniques de
puissance.
Cette première édition annule et remplace la CEI 61136-1, parue en 1992, dont elle constitue
une révision technique.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet d’enquête Rapport de vote
22G/85/DTR 22G/100/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de ce rapport technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

TR 61800-6 © IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
ADJUSTABLE SPEED ELECTRICAL POWER DRIVE SYSTEMS –
Part 6: Guide for determination of types of load duty
and corresponding current ratings
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 technical report may be the subject of
patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. However, a
technical committee may propose the publication of a technical report when it has collected
data of a different kind from that which is normally published as an International Standard, for
example “state of the art”.
IEC 61800-6, which is a technical report, has been prepared by subcommittee 22G: Semi-
conductor power converters for adjustable speed electric drive systems, of IEC technical
committee 22: Power electronics systems and equipment.
This first edition cancels and replaces IEC 61136-1, issued in 1992, and constitutes a
technical revision.
The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
22G/85/DTR 22G/100/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report 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 2.

– 6 – TR 61800-6 © CEI:2003
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TR 61800-6 © IEC:2003 – 7 –
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.
– 8 – TR 61800-6 © CEI:2003
ENTRAÎNEMENTS ÉLECTRIQUES DE PUISSANCE À VITESSE VARIABLE –
Partie 6: Guide de détermination du type de régime de charge
et de dimensionnement en courant correspondant
1 Généralités
1.1 Domaine d'application et objet
Le présent Rapport technique donne un choix de méthodes pour spécifier les valeurs
assignées des systèmes d'entraînements électriques à vitesse variable (PDS) et en particulier
leurs variateurs ou bases de motorisation (BDM).
Il n'est pas conçu pour s'appliquer aux entraînements à vitesse variable destinés à la
traction électrique.
Les règles générales pour la spécification de dimensionnement des entraînements électriques
de puissance à moteurs à courant continu à basse tension figurent dans la CEI 61800-1 et
celles des entraînements électriques de puissance à moteurs alternatifs dans la CEI 61800-2.
1.2 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).
IEC 60146-1-1, Convertisseurs à semiconducteurs – Spécifications communes et convertis-
seurs commutés par le réseau – Partie 1-1: Spécifications des clauses techniques de base
CEI 61800-1: Entraînements électriques de puissance à vitesse variable – Partie 1: Exigences
générales – Spécifications de dimensionnement pour systèmes d'entraînement de puissance
à vitesse variable en courant continu et basse tension
CEI 61800-2: Entraînements électriques de puissance à vitesse variable – Partie 2: Exigences
générales – Spécifications de dimensionnement pour systèmes d'entraînement de puissance
à fréquence variable en courant alternatif et basse tension
2 Termes, définitions et symboles
2.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de la CEI 61800-1, de la
CEI 61800-2 et de la IEC 60146-1-1 ainsi que les suivants s’appliquent.
2.1.1
température d'équilibre
température en régime établi atteinte par un composant d'un convertisseur sous des conditions
spécifiées de charge et de refroidissement
NOTE Les températures en régime établi sont en général différentes pour différents composants. Les durées
nécessaires pour atteindre le régime établi sont aussi différentes et proportionnelles aux constantes de temps
thermiques.
TR 61800-6 © IEC:2003 – 9 –
ADJUSTABLE SPEED ELECTRICAL POWER DRIVE SYSTEMS –
Part 6: Guide for determination of types of load duty
and corresponding current ratings
1 General
1.1 Scope and object
This technical report provides alternative methods for specifying ratings for adjustable speed
electrical power drive systems (PDS) and in particular their basic drive modules (BDM).
It is not intended to cover adjustable speed drives for traction purposes.
General rules for rating specification for low voltage adjustable speed d.c. power drive systems
are contained in IEC 61800-1, and for low voltage adjustable frequency a.c. power drive
systems in IEC 61800-2.
1.2 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 60146-1-1, Semiconductor convertors – General requirements and line commutated
convertors – Part 1-1: Specifications of basic requirements
IEC 61800-1, Adjustable speed electrical power drive systems – Part 1: General requirments –
Rating specifications for low voltage adjustables speed d.c. power drive systems
IEC 61800-2, Adjustable speed electrical power drive systems – Part 2: General requirements –
Rating specifications for low voltage adjustable frequency a.c. power drive systems
2 Terms, definitions and symbols
2.1 Terms and definitions
For the purpose of this technical report the definitions given in IEC 61800-1, IEC 61800-2 and
IEC 60146-1-1 as well as the following, apply.
2.1.1
equilibrium temperature
steady-state temperature reached by a component of a converter under specified conditions of
load and cooling
NOTE Steady-state temperatures are in general different for different components. The times necessary to
establish the steady state are also different and proportional to thermal time constants.

– 10 – TR 61800-6 © CEI:2003
2.1.2
diagramme de charge courant-temps
enregistrement du courant de charge en fonction du temps.
2.1.3
régime de charge constante
régime pour lequel un groupe convertisseur conduit un courant de valeur constante durant un
intervalle de temps suffisamment long pour que les composants du convertisseur atteignent les
températures d'équilibre correspondant à la valeur donnée du courant. La Figure 1 illustre ce
type de charge (voir le Tableau 1 pour les symboles).
θ I
j a
I
b
θ
j
t
IEC  884/03
Figure 1 – Diagramme typique courant-temps
pour régime de charge constante
2.1.4
régime de charge de pointe intermittente
type de régime où des charges de grande amplitude et de courte durée sont appliquées à la
suite de périodes à vide de telle sorte que l'équilibre thermique soit atteint entre les
applications successives de la charge. La Figure 2 illustre ce type de charge. Les charges
intermittentes peuvent ne pas être équidistantes, mais il convient que le constructeur spécifie
le temps minimal t nécessaire pour atteindre la température d'équilibre du semiconducteur
à vide avant la charge intermittente suivante.
θ I
j a
t
0 t
p
I
p
θ
j
t
IEC  885/03
Figure 2 – Diagramme typique courant-temps
pour régime de charge de pointe intermittente

TR 61800-6 © IEC:2003 – 11 –
2.1.2
current-time load chart
record of load current with respect to time
2.1.3
uniform load duty
duty for which a converter equipment carries a current of fixed value for an interval sufficiently
long for the components of the converter to reach equilibrium temperatures corresponding to
the said value of current. Figure 1 illustrates this type of load duty (see Table 1 for symbols).
θ I
j a
I
b
θ
j
t
IEC  884/03
Figure 1 – Typical current-time chart for uniform load duty
2.1.4
intermittent peak load duty
type of duty for which loads of high magnitude and short duration are applied following no-load
periods such that thermal equilibrium is reached between successive applications of the load.
Figure 2 illustrates this type of load duty. The intermittent loads need not be equidistant, but
the minimum value of t to achieve no-load semiconductor temperature before the next
intermittent load should be specified by the manufacturer.
θ I
j a
t
t
p
I
p
θ
j
t
IEC  885/03
Figure 2 – Typical current-time chart for intermittent peak load duty

– 12 – TR 61800-6 © CEI:2003
2.1.5
régime de charge intermittente
type de régime pour lequel des charges intermittentes sont superposées à une charge de base
constante de telle sorte que l'équilibre thermique soit atteint entre les applications successives
de la charge intermittente. La Figure 3 illustre ce type de régime. Les charges intermittentes
peuvent ne pas être équidistantes, mais il convient que le constructeur spécifie la valeur
minimale t nécessaire pour atteindre la température d'équilibre du semiconducteur avant
b
la charge intermittente suivante.
θ I
j a
t
t
b
p
I
p
I
b
θ
j
t
IEC  886/03
Figure 3 – Diagramme typique courant-temps
pour régime de charge intermittente
2.1.6
régime de charge intermittente avec intervalles à vide
type de régime pour lequel des intervalles intermittents de fonctionnement à vide suivis de
fortes charges sont superposés à une charge de base constante de telle sorte que l'équilibre
thermique soit atteint entre les applications successives de la charge intermittente. La Figure 4
illustre ce type de régime. Les charges intermittentes peuvent ne pas être équidistantes, mais il
convient que le constructeur spécifie la valeur minimale t nécessaire pour atteindre la
b
température d'équilibre du semiconducteur avant la charge intermittente suivante.
θ I
j a
t t
t p
b
I
p
I
b
θ
j
t
IEC  887/03
Figure 4 – Diagramme typique courant-temps pour régime
de charge intermittente avec intervalles à vide

TR 61800-6 © IEC:2003 – 13 –
2.1.5
intermittent load duty
type of duty for which intermittent loads are superimposed onto a constant base load such that
thermal equilibrium is reached between successive applications of the intermittent load.
Figure 3 illustrates this type of load duty. The intermittent loads need not be equidistant, but
the minimum value of t to achieve steady state semiconductor temperature before the next
b
intermittent load is applied should be specified by the manufacturer.
θ I
j a
t
b t
p
I
p
I
b
θ
j
t
IEC  886/03
Figure 3 – Typical current-time chart for intermittent load duty
2.1.6
intermittent load duty with no-load intervals
type of duty for which intermittent no-load intervals followed by high load intervals are
superimposed onto a constant base load, such that thermal equilibrium is reached between
successive applications of the intermittent load. Figure 4 illustrates this type of load duty. The
intermittent loads need not be equidistant, but the minimum value of t to achieve steady state
b
semiconductor temperature before the next intermittent load is applied should be specified by
the manufacturer.
θ I
j a
t t
t p
b
I
p
I
b
θ
j
t
IEC  887/03
Figure 4 – Typical time chart for intermittent load duty with no-load intervals

– 14 – TR 61800-6 © CEI:2003
2.1.7
régime de charge répétitive
type de régime pour lequel les charges sont périodiquement variables de telle sorte que
l'équilibre thermique ne soit pas atteint dans une période du cycle et que, par conséquent,
aucune charge de base ne puisse être donnée. L'équilibre thermique est atteint lorsque
la température moyenne θ ne varie plus d'un cycle au suivant. La Figure 5 illustre ce type
j
de régime.
θ I
j a t
s
I
p
I
s
I
m
θ
j
I
v
t
IEC  888/03
Figure 5 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge répétitive
2.1.8
régime de charge non répétitive
type de régime pour lequel une pointe de charge est appliquée à la fin d'une période de charge
constante durant laquelle l'équilibre thermique est atteint. La Figure 6 illustre ce type de
régime.
θ I
j a
t
p
I
p
θ
j
I
b
t
IEC  889/03
Figure 6 – Diagramme typique courant-temps pour régime de charge non répétitive
2.1.9
convertisseur réversible
convertisseur connecté au réseau d'alimentation dans lequel le sens de circulation de la
puissance est réversible
TR 61800-6 © IEC:2003 – 15 –
2.1.7
repetitive load duty
type of duty for which loads are cyclically variable such that steady state temperature is not
reached within the cycle period, and hence no base load can be given. Thermal equilibrium is
reached when the average θ does not vary from load cycle to load cycle. Figure 5 illustrates
j
this type of load duty.
θ I
j a t
s
I
p
I
s
I
m
θ
j
I
v
t
IEC  888/03
Figure 5 – Example of current-time chart for repetitive load duty
2.1.8
non-repetitive load duty
type of duty for which a peak load is applied at the end of a constant load period during which
thermal equilibrium is reached. Figure 6 illustrates this kind of load duty.
θ I
j a
t
p
I
p
θ
j
I
b
t
IEC  889/03
Figure 6 – Typical current-time chart for non-repetitive load duty
2.1.9
reversible converter
line-side converter in which the flow of d.c. power is reversible

– 16 – TR 61800-6 © CEI:2003
2.1.10
convertisseur double
convertisseur alternatif/continu en source de courant réversible, bidirectionnel pour le courant.
Un convertisseur double est habituellement composé de deux sections, une pour chaque sens
de courant.
NOTE Les sections de convertisseur peuvent être alimentées par des enroulements communs, par des
enroulements séparés d'un transformateur commun, ou par des transformateurs séparés.
2.2 Symboles
Tableau 1 – Liste des symboles
t durée
t durée à charge de base
b
t période du cycle de charge (durée)
s
t durée à charge nulle
t durée à la charge de pointe
p
I
a valeur du courant du convertisseur
I valeur du courant de charge de base
b
I valeur du courant de charge de pointe
p
I valeur du courant de charge minimal
v
I valeur pour la période t du courant de charge moyen
m s
I valeur pour la période t du courant de charge efficace
s s
I courant de sortie permanent assigné du convertisseur
aN
I courant continu assigné (d'un convertisseur connecté par le réseau)
dN
θ température du convertisseur considéré. On prend habituellement la température de jonction
j
du composant semiconducteur
r coefficient utilisé pour évaluer les pertes moyennes à la jonction du semiconducteur en
N
valeur relative, en fonction du courant continu en valeur relative; il est donné par:
R I
o dN
r =
N
V
o
où
R est la valeur de résistance de la caractéristique à l'état passant du dispositif semiconducteur
o
V est la tension du seuil de la caractéristique à l'état passant du dispositif semiconducteur
o
3 Valeurs assignées
3.1 Généralités
Les grandeurs de dimensionnement définies dans cet article s'appliquent à des modules
complets de variation de vitesse (CDM), incluant des composants tels que conducteurs,
appareillage, inductances et transformateurs définis dans la CEI 61800-1 et la CEI 61800-2.
Il convient que les bases de dimensionnement d'un convertisseur réversible soient telles que
le convertisseur travaillant comme redresseur ou comme onduleur soit capable de supporter
dans les deux cas toutes les conditions de charge spécifiées.
Les constantes de temps thermiques des semiconducteurs (y compris leurs dispositifs de
refroidissement) sont beaucoup plus courtes que celles des transformateurs de convertisseur
et des moteurs d'entraînement. Pour cette raison, les surcharges importantes de courte durée
qui se produisent dans les cycles de charge habituels des divers types de variateurs de vitesse
sont de plus grande importance pour le convertisseur à semiconducteur lui-même que pour les
transformateurs du convertisseur et les moteurs.

TR 61800-6 © IEC:2003 – 17 –
2.1.10
double converter
current stiff reversible a.c./d.c. converter with direct current in both directions
A double converter usually consists of two sections, one for each direction of current flow.
NOTE The converter sections may be supplied from common windings, from separate windings on a common
transformer, or from separate transformers.
2.2 Symbols
Table 1 – List of symbols
t time
t base load interval
b
t load cycle period (duration)
s
t no-load interval
t peak load duration
p
I converter current
a
I base load current value
b
I peak load current value
p
I minimum load current value
v
I mean load current value for period t
m s
I r.m.s. load current value for period t
s s
I rated continuous output current of the converter
aN
I rated direct current (of a line commutated converter)
dN
θ temperature of the converter under consideration. This is usually taken to be the junction temperature
j
of the semiconductor device
r factor which is used to evaluate the per-unit average semiconductor junction power loss as a function
N
of the per-unit direct current, it is given by:
R I
o dN
r =
N
V
o
where
R is the resistance value of the on-state characteristic of the semiconductor device
o
V is the threshold value of the on-state characteristic of the semiconductor device
o
3 Rated values
3.1 General
The ratings defined in this clause are to be applied to a complete drive module (CDM),
including such components as conductors, switchgear, reactors and transformers as defined in
IEC 61800-1 and IEC 61800-2.
The basis of the rating of a reversible converter should be such that the converter operating
either as a rectifier or as an inverter should be capable of meeting in either case all the
specified load conditions.
The thermal time constants of semiconductors (including their cooling devices) are much
shorter than those for converter transformers and drive motors. For this reason, the high short-
time peak currents that occur in normal load duties of various types of adjustable speed drives
are of greater significance for the semiconductor converter itself than for the converter
transformers and motors.
– 18 – TR 61800-6 © CEI:2003
Les courants de pointe de courte durée tendent à provoquer dans les semiconducteurs des
échauffements plus rapides et d'amplitudes relativement plus élevées que dans les
transformateurs et les moteurs. Cependant, dans certains cas, d’autres composants, par
exemple les enroulements du moteur, peuvent aussi avoir les mêmes constantes de temps
courtes.
Il convient que les régimes de charge définis dans ce rapport technique soient utilisés pour
déterminer l'aptitude à des surcharges courtes au-dessus du courant de base ou du courant
efficace dans le cas de régimes de charge répétitifs et ils ont été simplifiés dans ce but. Il est
cependant également important que le courant efficace du cycle de charge réel ne dépasse
pas 100 % du calibre des composants à plus longue constante de temps, comme par exemple
les transformateurs et les moteurs.
Pour un dispositif semiconducteur, la température maximale de jonction définie par le fabricant
est la température critique au-dessus de laquelle une perte de contrôle, une panne ou une
détérioration peuvent survenir.
La température de jonction ne peut pas être mesurée directement, mais peut être calculée
pour chaque diagramme de charge courant-temps.
Si les diagrammes de charge courant-temps peuvent être spécifiés par l'utilisateur, le
constructeur peut calculer la température de jonction du semiconducteur pour s'assurer que
la température maximale de jonction autorisée n'est pas dépassée.
Un diagramme de charge courant-temps peut toujours être utilisé comme base de
dimensionnement.
Deux classes d'application sont prises en compte dans ce rapport technique, l'une où les
conditions de charge du convertisseur sont telles que les températures d'équilibre en régime
établi soient atteintes entre chaque charge appliquée, l'autre avec des charges variables
périodiquement de telle sorte que l'équilibre thermique ne soit pas atteint dans une période de
cycle mais puisse être obtenu par moyenne sur un certain nombre de cycles.
La première classe d'application est définie par les types de régime suivants:
a) régime de charge constante (Figure 1)
b) régime de charge de pointe intermittente (Figure 2);
c) régime de charge intermittente (Figure 3);
d) régime de charge intermittente avec intervalles à vide (Figure 4).
Une deuxième classe d'application est définie par les types de régime suivants:
e) régime de charge répétitive (Figure 5);
f) régime de charge non répétitive (Figure 6).
Pour éviter toute ambiguïté, il a été nécessaire de faire avec soin une distinction entre les
valeurs assignées par section et les valeurs assignées par groupe. C'est pourquoi toutes les
valeurs assignées, à l'exception du courant de sortie permanent I , s'appliquent seulement
aN
aux sections du convertisseur à semiconducteurs, y compris les constituants tels que
conducteurs, disjoncteurs, inductances et transformateurs. Noter que certains constituants
peuvent être communs à plus d'une section; il y a lieu de dimensionner ces constituants en
conséquence. Cette situation n'a pas d'effet sur les bases du dimensionnement qui vise le
groupe (système) plutôt que les composants.
Le courant assigné s'applique au groupe convertisseur et est utilisé comme base de valeur
relative pour toutes les grandeurs relatives aux sections du convertisseur.

TR 61800-6 © IEC:2003 – 19 –
Short-time peak currents tend to cause faster and relatively higher temperature rises in the
semiconductors than in the transformers and motors. However, in some cases other parts, for
example motor windings, may have equally short time constants.
The load duty cycles defined in this technical report, should be used to determine the capability
for short overloads, above the base current, or r.m.s. current in case of repetitive load duty,
and are simplified to show just this. It is, however, also important that the r.m.s. value of the
current of the actual duty cycle does not exceed 100% of the rating of the components with
longer time constants, for example transformers and motors.
For a semiconductor device, the manufacturer’s maximum junction temperature is the critical
temperature above which loss of control, failure or deterioration may occur.
The junction temperature cannot be measured directly but it may be calculated for any load
current-time chart.
If load current-time charts can be specified by the user, the manufacturer can calculate the
junction temperature of the semiconductor to make certain that the maximum permissible
junction temperature is not exceeded.
A load current-time chart can always be used as a basis for rating.
Two application classes are considered in this technical report, one with converter loading
conditions such that equilibrium temperature conditions are obtained between all superimposed
loads and the other with cyclically variable loads such that thermal equilibrium is not reached
within the cycle period, but which may occur on an average basis over a number of cycle
periods.
The first application class is defined by the following types of load duty:
a) uniform load duty (Figure 1);
b) intermittent peak load duty (Figure 2);
c) intermittent load duty (Figure 3);
d) intermittent load duty with no-load intervals (Figure 4);
A second application class is defined by the following types of load duty:
e) repetitive load duty (Figure 5);
f) non-repetitive load duty (Figure 6).
To avoid ambiguity, it has been necessary to distinguish carefully between section ratings and
equipment ratings. Consequently, all ratings except rated continuous output current I apply
aN
only to the semiconductor converter sections including components such as conductors,
switchgear, reactors and transformers. Note that some components may be common to more
than one section and such components should be rated accordingly. This situation has no
effect on the basis of rating which is equipment (system) rather than component orientated.
Rated current is applied to the converter equipment and is used as the per-unit base for all of
the ratings applied to the converter sections.

– 20 – TR 61800-6 © CEI:2003
3.2 Méthode d'établissement des valeurs assignées de courant en fonction du temps
pour les blocs et les groupes à semiconducteurs
3.2.1 Généralités
Il convient que tous les convertisseurs, avec ou sans transformateur, soient dimensionnés
selon un des cycles de charge suivants:
a) régime de charge constante (Figure 1);
b) régime de charge de pointe intermittente (Figure 2);
c) régime de charge intermittente (Figure 3);
d) régime de charge intermittente avec des intervalles à vide (Figure 4) ;
e) régime de charge répétit
...