Schneider Electric Entraînements électriques Guide d’installation

Guide d’installation CEM

des Entraînements électriques

de puissance

à vitesse variable

SOMMAIRE

Préambule

1. Introduction

2. Classification des environnements et des catégories de PDSs associés

2.1 Définition d’un PDS

2.2 Environnements

2.2.1 Environnement 1

2.2.2 Environnement 2

2.3 Catégories de PDS

2.3.1 PDS de catégorie C1

2.3.2 PDS de catégorie C2

2.3.3 PDS de catégorie C3

2.3.4 PDS de catégorie C4

2.4 Mise en situation des PDSs : correspondances entre catégories de PDS et environnement

2.5 Définition d’une machine

2.6 Définition d’une installation fixe

3. Positionnement des différents intervenants (constructeur, intégrateur, installateur, client final,
type de matériel), contraintes techniques et responsabilités induites

3.1 Distribution non restreinte

3.2 Distribution restreinte

3.3 Conformité intrinsèque

3.4 Choix de la catégorie du produit en fonction du besoin

4. Contraintes imposées pour la mise en conformité

4.1 Contraintes associées à chaque catégorie de PDS

4.1.1 PDS de catégorie C1

4.1.2 PDS de catégorie C2

4.1.3 PDS de catégorie C3

4.1.4 PDS de catégorie C4

4.2 Contraintes techniques associées à l’installation

4.2.1 Contraintes associées aux régimes de neutre

4.2.2 Règles complémentaires pour le choix des DDR

4.3 Contraintes associées à chaque intervenant

4.3.1 Contraintes CEM applicables à l’OEM

4.4 Modalités et responsabilités du Marquage CE des PDSs

5. Activités et responsabilités CEM dans le cycle de vie de la machine ou de l’installation

5.1 Conformité à la directive européenne pour la compatibilité électromagnétique et Marquage CE
associé

5.2 Processus de mise en conformité CEM des PDSs

6. Exemples d’installations dans les environnements 1 et 2

7. CEM appliquée aux fonctions de sécurité des PDSs (sécurité fonc tionnelle)

8. Résolution des dysfonctionnements résiduels éventuels

8.1 Généralités

8.2 Quelques exemples concrets de dysfonctionnement fréquent

9. Glossaire

9.1 Définition du profil des intervenants

9.1.1 Constructeur

9.1.2 OEM (Original Equipment Manufacturer)

9.1.3 Installateur

9.1.4 Ensemblier

9.1.5 Client final (industriel)

9.1.6 Client final (profane)

10. Références normatives

10.1 Normes CEM génériques

10.2 Normes de produit

- 3 -

Tableau 1 : Correspondances entre les catégories de PDS (CEI 61800-3) et la classification CEM

correspondante de la CISPR 11

Tableau 2 : Modalité(s) permise(s) d’achat d’un BDM, CDM ou PDS en fonction du profil de

l’acheteur

Tableau 3 : Niveaux de spécification CEM en fonction de l’environnement d’utilisation et du mode

de distribution
Tableau 4 : Contraintes associées à chaque intervenant
Tableau 5A : Descriptions des activités et tâches essentielles pour les différents intervenants
Tableau 5B : Spécificités par catégories de PDS

Figure 1 : Définition de l'installation et de son contenu
Figure 2 : Niveaux des contraintes CEM applicables au PDS
Figure 3 : Différents cas de conformité aux exigences essentielles de la directive CEM, applicables

au PDS

Figure 4 : Exemples d’installations dans les environnements 1 et 2
Annexe A : Ordinogramme de la démarche
Annexe B : Contraintes techniques associées à l’installation des PDSs en régime IT
Annexe C : Plan CEM

- 4 -

Préambule
Ce guide, relatif à la compatibilité électromagnétique applicable à la variation de vitesse, a été créé

par les constructeurs membres du Gimélec (Groupement des industries de l’équipement électrique, du
contrôle-commande et des services associés). Son but est d’aider le client (intégrateur, installateur,
utilisateur final, bureau d’étude, etc.) à identifier son cas d’application, les textes et les contraintes qui
s’y rapportent, pour permettre la mise en œuvre du matériel et obtenir lors de l’exploitation la
compatibilité électromagnétique entre le système installé et son environnement.

Il est de nature informative et a pour vocation de donner à chacun une vue d’ensemble claire du sujet
et de rapprocher les points de vue entre les différents intervenants. Il est le reflet de l’état de l’art et de
la documentation disponible au moment de sa rédaction.

Ce guide ne décrit pas techniquement les phénomènes CEM applicables à la variation de vitesse en
termes d’immunité et émission, conduit et rayonné, haute et basse fréquences et autres phénomènes
spécifiques à la variation de vitesse (encoches de commutation, dV/dt, courant de fuite). Ces
informations sont disponibles et détaillées dans des ouvrages spécialisés du commerce.

1. Introduction
La compatibilité électromagnétique (CEM) est obtenue, pour un entraînement électrique de

puissance (PDS) dans son environnement particulier d’utilisation, si les deux conditions
suivantes sont respectées simultanément :

• les perturbations subies par le PDS, jusque dans certaines limites définies par la norme
de produit, ne l’empêchent pas de fonctionner comme attendu,

• les perturbations émises par le PDS ne nuisent pas au bon fonctionnement des

appareillages et des systèmes qui se situent dans son voisinage.

C’est la norme internationale CEI 61800-3 qui traite de la CEM des PDS. Deux

environnements y sont considérés : l’environnement 1 assimilable aux applications des
domaines public et résidentiel et l’environnement 2 assimilable au domaine industriel (voir
définitions exactes dans le paragraphe 2.2).

La CEI 61800-3 n’est pas destinée à traiter la prise en compte des phénomènes

électromagnétiques en liaison avec la sécurité fonctionnelle des PDSs (voir paragraphe 7).
Elle définit également 4 catégories de PDS (Catégories C1 à C4) pour chacune desquelles il
est possible de trouver des niveaux différents de contraintes applicables.

En absence de norme dédiée à un produit, une machine, un système ou à un métier

particuliers, c’est la CEI 61800-3 qu’il convient de prendre en considération pour la
compatibilité électromagnétique d’un PDS. Sinon, la norme dédiée prévaut.

La CEM doit être recherchée et obtenue sur tout le spectre de fréquence depuis le continu et

les basses fréquences jusque vers les hautes fréquences pour les phénomènes
électromagnétiques conduits et rayonnés.

En outre, la conformité du PDS avec la norme de produit CEI 61800-3 autorise le constructeur

à marquer « CE » son équipement au titre de la Directive CEM (89/336/EEC). Voir en 5.1 la
mise en application de la nouvelle directive CEM (2004/108/EC).

Ce guide ne s’applique pas aux sous-ensembles électriques, électroniques, électroniques

programmables (E/E/EP) non directement reliés aux PDSs. Cependant, ces parties du
système, de la machine ou de l’installation doivent être également prises en considération du
point de vue de la CEM. Pour la mise en conformité de ces parties, il doit être fait référence
soit aux normes de produit de ces E/E/EP, soit à tout autre moyen permettant de satisfaire
aux exigences essentielles de la Directive CEM.

- 5 -

2. Classification des environnements et des catégories de PDSs associés

Cette classification est basée sur les définitions issues de la série de normes CEI 61800 et

plus particulièrement la CEI 61800-3, Ed. 2 (NF C 53-240-3).

Elle inclut les modes de commercialisation du produit ou système dans lequel il est intégré.

2.1 Définition d’un PDS
Un entraînement électrique de puissance à vitesse variable (EEP), dénommé « adjustable

speed electrical Power Drive System (PDS) », est constitué des éléments suivants comme le
montre la figure 1 :

• une séquence de raccordement au réseau d’alimentation incluant les protections,

• un système de contrôle-commande du processus pouvant aller d’un simple bouton à

l’automate programmable ou l’unité centrale reliée par un bus de terrain,

• un variateur de vitesse [BDM (Basic Drive Module)]

• les câbles de raccordement (commande et puissance),

• les équipements auxiliaires (résistance de freinage, filtres CEM, …)

• le moteur et ses capteurs éventuels (codeur, capteur de vitesse, sonde de température, …)

Le PDS n’inclut pas le matériel entraîné par l’arbre du moteur.
L’association de l’ensemble de ces éléments, excepté le groupe (moteur et capteurs), est

nommée CDM (Complete Drive Module).

- 6 -

Figure 1 : Définition de l'installation et de son contenu

2.2 Environnements

2.2.1 Environnement 1
Environnement comprenant des lieux à usage domestique, ou dont l’alimentation électrique

est directement fournie sans transformateur intermédiaire, par un réseau public basse tension
qui alimente aussi des bâtiments à usage domestique.

- 7 -

NOTE Les maisons, appartements, bâtiments commerciaux ou bureaux dans des immeubles résidentiels sont des
exemples de locaux du premier environnement.

2.2.2 Environnement 2
Environnement comprenant des lieux autres que ceux qui sont directement alimentés en

électricité par un réseau public basse tension qui alimente aussi des bâtiments à usage
domestique.

NOTE Les zones industrielles, les locaux techniques de tout immeuble alimenté à partir d’un transformateur dédié

sont des exemples de locaux du deuxième environnement.

2.3 Catégories de PDS
Les catégories définies ci-dessous prennent en considération les exigences CEM pour

l’émission et l’immunité du PDS en fonction de son environnement de destination.

Du fait de la réalité des contraintes électromagnétiques dans l’environnement 2, les exigences

demandées par la norme pour l’immunité sont élevées, elles sont plus faibles pour les
émissions produites par le PDS. Les niveaux d’exigence sont inversés pour l’environnement 1.

2.3.1 PDS de catégorie C1
PDS de tension assignée inférieure à 1 000 V, prévu pour être utilisé dans l’environnement 1

2.3.2 PDS de catégorie C2
PDS de tension assignée inférieure à 1 000 V, qui n’est ni un appareil avec cordon

d’alimentation et prise, ni un appareil mobile, et qui, lorsqu'il est utilisé dans l’environnement 1,
est prévu pour être installé et mis en service uniquement par un professionnel

NOTE Un professionnel est une personne ou une organisation possédant les compétences nécessaires pour

l’installation et/ou la mise en service des systèmes d’entraînement de puissance, y compris pour leurs aspects CEM.

2.3.3 PDS de catégorie C3
PDS de tension assignée inférieure à 1 000 V, prévu pour être utilisé dans l’environnement 2

et non prévu pour être utilisé dans l’environnement 1

2.3.4 PDS de catégorie C4
PDS de tension assignée égale ou supérieure à 1 000 V, ou de courant assigné égal ou

supérieur à 400 A, ou prévu pour être utilisé dans des systèmes complexes dans
l’environnement 2

- 8 -