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

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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

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

Contraintes

d’émission

du PDS

Contraintes

d’immunité

du PDS

Faibles

PDSs : C3 ou C4

Elevées

Environnement 2

Environnement 1

Elevées

Figure 2 : Niveaux des contraintes CEM applicables au PDS

Il existe une correspondance entre les classes définies par la CISPR 11 et les catégories de la

CEI 61800-3. Cependant, la CISPR 11 ne traitant que de la partie Emission du PDS, le
tableau 1 ne considère pas l’aspect Immunité.

Tableau 1 - Correspondances entre les catégories de PDS (CEI 61800-3)

et la classification CEM correspondante de la CISPR 11

CEI 61800-3 Ed. 1

Environnement 1

Environnement 2

2.5 Définition d’une machine
Ensemble de pièces ou d'organes liés entre eux, dont au moins un est mobile et, le cas

échéant, d'actionneurs, de circuits de commande et de puissance, etc. réunis de façon
solidaire en vue d'une application définie, notamment pour la transformation, le traitement, le
déplacement et le conditionnement d'un matériau

2.6 Définition d’une installation fixe
Combinaison particulière de plusieurs types d'appareils et, le cas échéant, d'autres dispositifs,

qui sont assemblés, installés et prévus pour être utilisés de façon permanente à un endroit
prédéfini

Distribution non restreinte C1 B1

Distribution restreinte C2 A1

Distribution restreinte ou

non restreinte

Distribution restreinte C4 Non considéré

PDSs : C1 ou C2

Catégorie selon

CEI 61800-3 Ed. 2

(NF EN 61800-3)

Faibles

C3 A2

Classe selon

CISPR 11 Ed. 4.1

(NF EN 55011)

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

3.1 Distribution non restreinte

Mode de commercialisation dans lequel la fourniture de l’équipement ne dépend pas de la

compétence de l’acheteur ou de l’utilisateur en matière de CEM et de mise en œuvre des
entraînements.

NOTE - Cela implique des limites d’émission strictes, en accord avec les prescriptions essentielles de protection

CEM.

3.2 Distribution restreinte

Mode de commercialisation dans lequel le constructeur limite la fourniture des équipements à

des distributeurs, clients ou utilisateurs qui, individuellement ou conjointement, ont la
compétence technique nécessaire pour appliquer les prescriptions CEM relatives à la mise en
œuvre des PDSs.

NOTE - Pour des raisons économiques évidentes, il est souhaitable que les pa rtenaires satisfassent aux exigences

essentielles CEM de protection pour l’installation spécifique qui les concerne, par le choix d’une classe d’émission
appropriée, par des mesures in situ prenant en compte les conditions de voisinage effectives et par l’échange de
spécifications techniques.

3.3 Conformité intrinsèque

La conformité intrinsèque d’un PDS s’entend par le fait que le produit (BDM), éventuellement

complété de ses accessoires (CDM), satisfait aux exigences essentielles de la CEM sans qu’il
soit nécessaire de procéder à une analyse au cas par cas.

C’est le cas des PDS de catégories C1, C2 et C3 qui permettent d’obtenir une présomption de

conformité intrinsèque aux exigences CEM de la CEI 61800-3.

Les PDS de catégorie C4 nécessitent une étude CEM dédiée à leur emplacement d’utilisation

(plan CEM obligatoire).

La conformité intrinsèque d’un PDS impose que le produit, éventuellement complété de ses

accessoires, soit conforme aux exigences CEM correspondantes à l’environnement dans
lequel il est utilisé, et qu’il ait été mis en œuvre selon la préconisation du constructeur (en
particulier pour les raccordements).

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3.4 Choix de la catégorie du produit en fonction du besoin

Le tableau 2 propose les modalités d’achat permises. Le tableau 3 permet de déterminer les

catégories de produit autorisées pour l’acheteur, en fonction des modalités du tableau 2.

Tableau 2 - Modalité(s) permise(s) d’achat d’un BDM, CDM ou PDS

en fonction du profil de l’acheteur

Mode de vente Distribution non

Distribution restreinte

restreinte

Type de produit avec conformité

intrinsèque en CEM

avec conformité
intrinsèque en CEM

sans conformité
intrinsèque en
CEM

Profil de
l’acheteur
(3)

Client final (profane) hors
éch

ange à l’identique (1)
Client final (industriel) Oui Oui Non
OEM ou installateur Oui Oui (2) Non
Ensemblier

Oui Non Non

Oui Oui (2)

Oui avec plan

CEM
(1) Pour un échange à l’identique lors d’une étape de maintenance sur son équipement, le client doit
respecter les modalités de ce tableau si le produit (référence commerciale identique) n’est plus
disponible.
(2) Dossier justificatif de conformité pour les OEM [généralement intégré dans le Dossier Technique de
Construction (DTC) de la machine].
(3) Les définitions sont données au paragraphe 10.

Tableau 3 - Niveaux de spécification CEM en fonction

de l’environnement d’utilisation et du mode de distribution

Environnement 1 (domestique) Environnement 2 (industriel)
Distribution non restreinte
(profane)

Distribution non restreinte
(industriel)

Distribution restreinte
Produit avec conformité

• Catégorie C1

• Marquage CE requis (1)

• Non applicable • Catégorie C3

• Catégorie C2

• Marquage CE requis (1) et (2)

Non applicable

• Marquage CE requis (1)

• Catégorie C3

• Marquage CE requis (1) et (2)

intrinsèque en CEM
Distribution restreinte
Produit sans conformité

Non applicable (4)

• Catégorie C4 (3)

• Non marqué CE

intrinsèque en CEM
(1) Dossier technique de construction disponible chez le con stru cte ur du BDM, PDS.
(2) Dossier justificatif de conformité pour les OEM (généralement intégré dans le DTC de la machine).
(3) Un plan CEM doit être réalisé conjointement par l’OEM ou l’installateur l’ensemblier et le
constructeur.
(4) Un produit sans conformité CEM n’est pas destiné à être utilisé dans l’environnement 1.

Sous réserve d’une tenue en immunité conforme à ce qui est demandé pour son

environnement de destination, un PDS de catégorie inférieure à celle préconisée dans le
tableau 3 peut être choisi (exemple : un PDS de catégorie C1 ou C2 à la place d’un PDS de
catégorie C3).

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4. Contraintes imposées pour la mise en conformité

Les conseils prescrits ci-dessous permettent le respect des exigences essentielles de la

Directive compatibilité électromagnétique. En cas de dysfonctionnement résiduel, se reporter
au paragraphe 9.

4.1 Contraintes associées à chaque catégorie de PDS

4.1.1 PDS de catégorie C1
Ces produits ne présentent pas de restriction à l’installation pour l’environnement 1.

Cependant, les recommandations d’installation du constructeur doivent être impérativement
respectées.

4.1.2 PDS de catégorie C2
Ce PDS doit être mis en œuvre par un professionnel qui veillera à prendre les dispositions

nécessaires à l’accomplissement de la CEM sur le lieu d’installation et/ou d’utilisation du
produit, en suivant les recommandations du constructeur.

Pour un PDS de catégorie C2 ne respectant pas les limites de la catégorie C1, l’instruction de

service contient l’avertissement suivant :

Avertissement
Dans un environnement domestique, ce produit peut provoquer des interférences radio, auquel cas
des mesures d’atténuation supplémentaires pourrai ent être demandées.

4.1.3 PDS de catégorie C3
Ce PDS est destiné à être utilisé dans l’environnement 2.
Pour un PDS de catégorie C3 ne respectant pas les limites des catégories C1 ou C2, les

instructions d’utilisation comportent un avertissement, indiquant que :

• ce type de PDS n’est pas prévu pour être utilisé sur un réseau public basse tension
alimentant des locaux domestiques,

• l’utilisation dans ce type de réseau peut entraîner un risque d’interférences aux fréquences
radio.

Le constructeur fournit un guide d’installation et d’utilisation indiquant les accessoires à utiliser

pour atténuer ces phénomènes.

Si l’acheteur du PDS est un OEM ou un ensemblier, il doit réaliser un dossier technique de

construction pour son propre système ou sa machine.

4.1.4 PDS de catégorie C4
Pour l’installation d’équipements de catégorie C4, l’utilisateur (client final industriel) et

l’ensemblier (en relation avec le constructeur) doivent convenir d’un plan de CEM pour
respecter les exigences de compatibilité électromagnétique de l’application p révu e.

L’utilisateur final définit les caractéristiques de CEM de l'environnement, y compris la totalité

de l’installation et le voisinage.

Le constructeur doit fournir des informations sur les niveaux typiques d’émission du PDS à

installer.

La conformité à la CEM ne s’établit pas sur les bases quantitatives des limites définies selon

la CEI 61800-3, mais sur les bases qualitatives de bon fonctionnement sur le lieu d’utilisation.

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4.2 Contraintes techniques associées à l’installation
Il convient de s’assurer de la sécurité des personnes et des biens, quel que soit le type

d’installation équipée d’un PDS, car la mise en conformité CEM de l’installation ou du PDS
peut dégrader le comportement des dispositifs de protection, conduisant à leur déclenchement
intempestif ou leur aveuglement.

4.2.1 Contraintes associées aux régimes de neutre
La NF C 15-100 donne les recommandations nécessaires à la protection du PDS et de

l’utilisateur en fonction de la nature du réseau d’alimentation. Ce paragraphe en rappelle les
grandes lignes.

En schéma de liaison à la terre IT, un contrôleur permanent d’isolement (CPI) doit être prévu.

Les CPI à injection de courant continu peuvent être « trompés » par un défaut contenant une
composante continue issue du variateur. Il est possible d’installer des CPI à injection de
courant alternatif ou de préférence à impulsions codées pour s’affranchir de la fréquence de
sortie du variateur.

En schéma de liaison à la terre TN ou IT, un dispositif à courant différentiel résiduel (DDR)

doit être mis en œuvre afin de réaliser une protection contre les contacts indirects lorsque
celle-ci ne peut être assurée par des dispositifs à maximum d’intensité.

En schéma de liaison à la terre TT, la protection contre les contacts indirects est assurée par

des DDR.

Une protection complémentaire contre les contacts directs peut être assurée par des DDR 30

mA.

4.2.2 Règles complémentaires pour le choix des DDR
La présence de capacités entre phases et terre dues à la mise en œuvre d’un filtre

radiofréquence à l’entrée du variateur induit des courants différentiels résiduels lors de la mise
sous tension. Ces courants peuvent occasionner des déclenchements intempestifs du DDR.
Pour remédier à ce problème, il faut généralement :

• associer un seul variateur de vitesse à un DDR,

• utiliser un DDR dont l’immunité contre ces déclenchements intempestifs est renforcée,

• un transformateur d’isolement.

Certains constructeurs permettent la déconnexion des capacités reliées à la terre afin de

réduire la valeur des courants à la terre. Ceci est particulièrement utile pour les alimentations
en régime IT. Des informations complémentaires pour l’utilisation en régime IT sont
disponibles en Annexe B.

Les capacités parasites réparties entre les parties actives et la terre dans le variateur, dans le

câble moteur et le moteur favorisent la circulation de courants de fuite contenant des
composantes importantes en hautes fréquences. C’est pourquoi il est souhaitable d’installer
des DDR proposant un filtrage des hautes fréquences. De plus, ces courants peuvent être
importants et nécessiter des précautions particulières de mise en œuvre du conducteur de
protection.

Si le courant de fuite indiqué par le constructeur est supérieur à 3,5 mA en alternatif ou 10 mA

en continu, une connexion fixe est nécessaire et au moins une des conditions suivantes doit
être satisfaite :

• a) section du conducteur de protection au moins égale à 10 mm

2

Cu ou 16 mm2 Al,

• b) présence d'un second conducteur de protection de section identique au conducteur de
protection d’origine.

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4.3 Contraintes associées à chaque intervenant

Tableau 4 - Contraintes associées à chaque intervenant

C1 C2 C3 C4
Constructeur (3) (4) (7) (3) (4) (6) (7)
OEM (1) (2) (3) (7) (8) Sans objet
Installateur (2) (2) (2) Sans objet
Ensemblier

(1) (2) (3) (7) (8)

(1) (2) (3) (5) (6)

(7) (8)
Utilisateur final (industriel) (2) (9) (2) (6)
Utilisateur final (profane) (2) Sans objet
(1) Dossier justificatif de conformité (généralement intégré dans le DTC de la machine).
(2) Respect des instructions d’installation et d’utilisation du constructeur.
(3) Responsable du marquage CE du PDS ou de la machine.
(4) Rédacteur d’un DTC de conformité aux exigences essentielles de la Directive CEM.
(5) Etablit le plan CEM (sur sollicitation de l’utilisateur final).
(6) Participe à la rédaction du plan CEM (obligatoire).
(7) Norme de référence CEI 61800-3 (NF C 53-240-3).
(8) Par ordre de priorité : a) la norme produit de la machine pour la partie CEM, b) la CEI 60439-1 ou
les normes génériques CEI 61000-6-x.
(9) Vérification de la tenue en immunité imposée par l’environnement 2.

4.3.1 Contraintes CEM applicables à l’OEM
Si le type de machine est régi par une ou des norme(s) spécifique(s) CEM ou s’il existe un

paragraphe CEM dans sa propre norme, celle-ci est prioritaire par rapport à toutes les autres
normes CEM. Il appartient à l’OEM de rendre conforme sa machine aux exigences CEM de
ces normes machines. L’OEM choisira une catégorie de PDS lui permettant d’atteindre les
objectifs CEM pour la machine. Généralement, ces normes demandent de s essais de type.

Si le type de machine n’est pas régi par une ou des norme(s) spécifique(s) CEM ou s’il

n’existe pas de paragraphe CEM dans sa propre norme :

• soit l’OEM n’intègre dans sa machine que des sous-ensembles déjà conformes à leur
propre norme CEM en fonction de l’environnement de destination de la machine. Les
mises en œuvre doivent être effectuées selon les prescriptions des constructeurs de ces
sous-ensembles et sont décrites dans le DTC de la machine. Dans ces conditions, aucun
essai de conformité n’est exigible. Cette démarche découle des exigences de la CEI
60439-1.

• soit l’OEM intègre dans sa machine des sous-ensembles non conformes à leur propre
norme CEM en fonction de l’environnement de destination de la machine, auquel cas ce
sont les exigences des normes génériques qui s’appliquent à la machine. Dans ces
conditions, des essais de type de conformité sont demandés au niveau de la machine.

- 14 -

4.4 Modalités et responsabilités du Marquage CE des PDS

Figure 3 : Différents cas de conformité aux exigences essentielles de la directive CEM,

applicables au PDS

- 15 -

5. Activités et responsabilités CEM dans le cycle de vie de la machine ou de l’installation
Les activités et responsabilités décrites dans le tableau 5 sont compatibles avec les exigences

essentielles de la nouvelle Directive dont les modalités d’application sont décrites ci-desso us.

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

La nouvelle directive sur la compatibilité électromagnétique référencée « 2004/108/EC » date

du 15 décembre 2004. Elle a été publiée le 31 décembre 2004 au journal officiel de la
communauté européenne (JOCE). Elle est entrée en vigueur le 20 janvier 2005 et a été
transposée en législation nationale par le décret du 18 octobre 2006. Cette nouvelle directive
sera applicable à partir du 20 juillet 2007. Le 20 juillet 2007, l'actuelle directive 89/336 sera
abrogée.

A partir du 20 juillet 2007, pour effectuer le marquage CE d’un PDS, il sera possible de se

référer :

• soit à la nouvelle directive CEM « 2004/108/CE »,

• soit à l'ancienne directive CEM « 89/336/CEE ».

A partir du 20 juillet 2009, il sera interdit de faire référence à l'ancienne directive 89/336/CEE

pour commercialiser des produits sur le marché européen.

5.2 Processus de mise en conformité CEM des PDSs

Les activités CEM dans le cycle de vie des PDSs et des machines et/ou installations dans

lesquels ils sont intégrés ne sont pas toutes forcément menées par les mêmes intervenants.
Elles sont dépendantes de la catégorie des PDSs et de leur environnement de destination. Le
tableau 5A décrit les activités et tâches essentielles pour les différents intervenants et le
tableau 5B décrit les spécificités par catégorie de PDS.

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Tableau 5A – Descriptions des activités et tâches essentielles pour les différents intervenants

Activité Tâches essentielles Intervenant concerné
Constructeur OEM Installateur Ensemblier Client

Conception d’un
PDS

Conception
d’une machine

Conception d’un
process

Modification ou
extension de
l’installation ou
de la machine
Maintenance de
l’installation ou
de la machine

Expression du besoin
Spécification
Conception
Qualification
Industrialisation
Mise sur le marché
Expression exigences CEM
machine en fonction de
l’environnement de
destination
Choix de conception
correspondant
DTC - Marquage CE ­Déclaration de conformité –
Notice
Expression du besoin CEM
possible en fonction du
système
Choix de conception
correspondant
Plan CEM du process
Document de conduite
Choix du PDS en fonction de
l’environnement détaillé de
l’installation

Echange à l’identique
Ou choix du PDS en fonction
de leur implantation

Oui Non Non Non Non Non

Non Oui Non Non Non Non

Oui Non Oui Oui Oui Non

Non Non Non Non Oui Oui

Non Non Non Non Oui Oui

final
(industriel)

Client
final
(profane)

- 17 -

Tableau 5B – Spécificités par catégorie de PDS

Activité Intervenant
C1 C2 C3 C4

Conception d’un
PDS

Conception d’une
machine

Conception d’un
process

Modification,
extension,
maintenance
(hors échange à
l’identique) de
l’installation ou de
la machine

Maintenance
(échange à
l’identique) de
l’installation ou de
la machine

concerné
Constructeur conception en fonction de la catégorie choisie
OEM ENV 1 : aucune spécificité

Ensemblier ENV 1 : aucune spécificité

Installateur doit respecter les règles d’installation CEM définies par l’ensemblier
Constructeur aucune spécificité
Client final

industriel
Client final
industriel
(ENV 2)

Client final
profane
(ENV 1)
Client final

triel

indus

2)

(ENV
Client final
profane
(ENV 1)

ENV 2 : PDS non adapté,
requalifier le niveau d’immunité

ENV 2 : PDS non adapté,
requalifier le niveau d’immunité

aucune spécificité

vérification du
niveau
d’immunité
recommandée

autorisé interdit interdit interdit

respecter les règles de câblage et d’installation initiales

Catégorie de PDS

ENV 1 : PDS non adapté,
requalifier le niveau d’émission

ENV 2 : aucune spécificité

ENV 1 : PDS non adapté,
requalifier le niveau d’émission

ENV 2 : aucune spécificité

aucune spécificité non applicable

non recommandé
pour une machine
ENV 1 : interdit

ENV 2 : requalifier le
niveau d’émission ou
plan CEM recommandé
ENV 1 : interdit

ENV 2 : plan CEM
exigé

fournit information
pour le plan CEM
participe au plan CEM

- 18 -

r

Ascenseur

C

C

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

RESEAU MOYENNE TENSION

RESEAU BASSE TENSION

HVA

Eclairage,
PC …

Ascenseur

Eclairage,
PC …

HVAC

HVA

Eclairage,
PC …

Ascenseu

Environnement : 1 1 1 1 et 2 2 2
Cat. de PDS : C1 C1/C2 C1/C2 C1/C2 et C3 C3 C3/C4

• Environnement 1 : machine équipée C1 (utilisateur profane), C2 (utilisateur professionnel,

pour un ascenseur par exemple),

• Environnement 2 : machine industrielle équipée C3, process système spécial équipé C4.

Figure 4 : Exemples d’installations dans les environnements 1 et 2

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

Les variateurs de vitesse intègrent de plus en plus de fonctions de sécurité, liées à la

réduction du risque dans l’utilisation des machines et des systèmes dans leur environnement,
par exemple :

• fonctions d’arrêt en sécurité de catégories 0, 1 ou 2 selon la norme de sécurité des

machines (CEI 60204-1),

• fonctions de régulation de sécurité : limite ou régulation du couple, de la vitesse, de

l’accélération, de la position, …

La prise en compte de la compatibilité électromagnétique dans le cadre d’une utilisation des

PDS en sécurité fonctionnelle « PDS (SR) (Safety Related) » doit être étudiée au cas par cas
en prenant en compte l’environnement réel qui affecte chacune des fonctions de sécurité du
PDS considéré. Le paragraphe 6.2.5 de la CEI 61800-5-2, dédiée à la sécurité fonctionnelle,
décrit la manière d’aborder l’aspect CEM des PDS (SR). Des critères d’acceptation
spécifiques aux fonctions de sécurité y sont définis et ne s’appliquent pas aux fonctions
normales (non relatives à la sécurité) de l’équipement.

- 19 -

8. Résolution des dysfonctionnements résiduels éventuels

8.1 Généralités

Les différents niveaux de compatibilité des normes CEM, en fonction des environnements, ont

été validés par des critères basés sur l’expérience qui garantissent le bon fonctionnement des
installations dans la très grande majorité des cas.

Malgré le respect de ces normes CEM par chaque intervenant pour la partie dont il est

responsable, des dysfonctionnements peuvent parfois être constatés sur le lieu d’exploitation
de la machine ou de l’installation fixe.

Lorsqu’un dysfonctionnement apparaît, la responsabilité ne doit pas être attribuée d’emblée à

l’un des intervenants. En effet, l’installation préexistante ou le nouvel équipement installé
peuvent avoir le statut de « victime » ou de source perturbatrice. Il convient alors d’identifier
précisément quel équipement est la « victime » ou la source perturbatrice.

Un consensus doit être recherché pour résoudre ces problèmes, au cas par cas, en prenant

en compte la difficulté technique, la faisabilité, le délai, le coût, etc. Pour aider les différents
intervenants à faire le diagnostic et suggérer des solutions techniques, il peut être fait appel
aux laboratoires d’expertise CEM.

8.2 Quelques exemples concrets de dysfonctionnement fréquent

Il existe trois types principaux de dysfonctionnements.

8.2.1 Le nouvel équipement installé est la victime

• Atelier conçu avant l’application de la Directive 89/336/CEE : les machines installées dans

l’atelier ont un niveau d’émission supérieur au niveau acceptable. Il peut être suggéré de
renforcer l’immunité du nouvel équipement si les sources de perturbation sont
nombreuses.

• Environnement industriel particulièrement polluant par principe (fours à induction, unités

d’électrolyse, postes de soudure à l’arc, etc.). Il peut être suggéré de renforcer l’immunité
du nouvel équipement vis-à-vis du type spécifique de perturbations subies par cet
équipement (filtre additionnel, cage de Faraday, réaménagement du cheminement des
câbles).

8.2.2 Le nouvel équipement installé est perturbateur

• Déclenchement intempestif des DDR ou des CPI : les remplacer par des produits

compatibles avec l’électronique de puissance, déconnecter les filtres RFI si l’installation le
supporte.

• Perturbation des appareils de mesure et des radiocommunications. Il peut être suggéré de

minimiser l’émission produite en choisissant des PDSs équipés de filtre RFI additionnels,
ou d’alimenter les PDSs par des transformateurs d’isolement.

8.2.3 L’équipement nouvellement mis en œuvre et l’installation existante ne sont pas compatibles

• Association de PDSs avec des condensateurs de correction du facteur de puissance. Mise

en place d’inductance de choc en série avec les condensateurs.

• Utilisation d’un PDS sur un réseau en schéma IT : voir recommandations dans l’Annexe B.

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9. Glossaire

9.1 Définition du profil des intervenants

9.1.1 Constructeur

Concepteur fabricant de tout ou partie du PDS (constructeur du moteur, du variateur, des

auxiliaires).

9.1.2 OEM (Original Equipment Manufacturer)

Constructeur de machine ou système de petite à grande série intégrant un ou plusieurs PDSs.
Dans le cadre de ce guide :

• un OEM intègre dans ses machines un PDS de catégorie C1, C2 ou C3,

• un OEM intégrant un PDS de catégorie C4 est considéré comme un ensemblier,

• un OEM intégrant un PDS non intrinsèquement conforme est considéré comme un

constructeur.

9.1.3 Installateur

Professionnel qui réalise sous prescription sur le lieu d’utilisation, l’installation de systèmes

intégrant des PDSs de catégorie C1, C2 ou C3. Si l’installateur utilise un PDS de catégorie
C4, il le fait sous la responsabilité de son donneur d’ordre (l’ensemblier).

9.1.4 Ensemblier

Concepteur-constructeur qui installe ou fait installer sous prescription un ou des systèmes

complexes intégrant un ou plusieurs PDSs.

9.1.5 Client final (industriel)

Utilisateur industriel de machines ou de systèmes fournis par un OEM ou un ensemblier pour

sa production.

9.1.6 Client final (profane)

Tout utilisateur de PDS dans l’environnement 1 (grand public, artisan, gestionnaire

d’immeuble, etc.). Il n’est pas tenu de posséder des compétences en compatibilité
électromagnétique.

- 21 -

10. Références normatives

10.1 Normes CEM génériques

CEI 61000-6-1 Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 6-1 : Normes génériques -

Immunité pour les environnements résidentiels, commerciaux et de
l'industrie légère

CEI 61000-6-2 Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 6-2 : Normes génériques -

Immunité pour les environnements industriels

CEI 61000-6-3 Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 6-3 : Normes génériques -

Norme sur l'émission pour les environnements résidentiels, commerciaux
et de l'industrie légère

CEI 61000-6-4 Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 6-4 : Normes génériques -

Norme sur l'émission pour les environnements industriels

10.2 Normes de produit

CEI 61800-3 Entraînements électriques de puissance à vitesse variable - Partie 3 :

Exigences de CEM et méthodes d'essais spécifiques

NF EN 55011 Appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence

radioélectrique - Caractéristiques de perturbations électromagnétiques ­Limites et méthodes de mesure

CEI 60439-1 Ensembles d'appareillage à basse tension - Partie 1 : Ensembles de série

et ensembles dérivés de série

CEI 60204-1 Sécurité des machines - Equipement électrique des machines - Partie 1 :

Règles générales

CEI 61800-5-2 Entraînements électriques de puissance à vitesse variable - Partie 5-2 :

Exigences de sécurité - Fonctionnel

- 22 -

ANNEXE A

Ordinogramme de la démarche

- 23 -

ANNEXE B

Contraintes techniques associées à l’installation des PDSs en régime IT

Les points suivants doivent être considérés :

• impossibilité de mesurer la tension perturbatrice et par la même l’efficacité du filtre RFI
différente pour chaque installation,

• perturbation du CPI : baisse de l’isolement de l’installation,

• défaut de l’isolement en amont du variateur,

Les capacités en mode commun du filtre RFI augmentent significativement la capacité terre-

neutre et peuvent perturber la mesure d’isolement de l’installation par le CPI.

En exploitation normale pour les variateurs équipés de capacité de filtrage sur le circuit

intermédiaire, les transitions brutales de tension sur la terre peuvent remonter dans le variateur
par ces capacités et peuvent amener le déclenchement ou la destruction du variateur.

La question est posée de la situation au premier défaut en amont du variateur : une phase est

en défaut à la terre et les deux autres phases voient leur potentiel par rapport à la terre monter
au niveau de la tension composée. Au niveau du filtre RFI, la conséquence est un courant
déséquilibré du filtre et surtout les capacités du filtre ne sont pas forcément prévues pour
supporter l’augmentation de la tension composée.

Pour les variateurs équipés de condensateurs de filtrage sur le circuit intermédiaire, en cas de

défaut amont, si le variateur est sous tension, mais à l’arrêt, ces condensateurs de filtrage
fonctionnent en doubleur de tension qui peut entraîner la destruction du variateur si son
alimentation par le réseau n’est pas coupée.

En cas de défaut aval, selon la capacité du mode commun du réseau, le variateur peut soit

déclencher sur ce courant, soit continuer à fonctionner. S’il déclenche, la continuité
d’exploitation au premier défaut n’est pas assurée, ce qui va à l’encontre de l’intérêt d’avoir un
régime IT. S’il continue à fonctionner, la commutation des IGBTs va imposer à la fréquence de
découpage du variateur la tension en plus ou en moins de la tension du circuit intermédiaire. La
conséquence est que cette variation de tension à la fréquence de découpage va se retrouver
sur le neutre flottant du transformateur d’alimentation de l’installation où est raccordé le
variateur. D’autres appareils de mesure, de contrôle-commande ou de puissance peuvent ne
pas supporter cette configuration et peuvent voir leur fonctionnement perturbé ou même être
détruits.

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ANNEXE C

Plan CEM

Il est rappelé ici les grands titres de l’Annexe E de la CEI 61800-3.

E.2 Exemple de plan CEM pour applications générales
E.2.1 Introduction – Données et description du projet
E.2.2 Analyse de l'environnement électromagnétique
E.2.2.1 Informations relatives à l'installation
E.2.2.2 Informations relatives au réseau et à la mise à la terre
E.2.2.3 Informations relatives à la CEM
E.2.3 Analyse CEM
E.2.3.1 Identifier les équipements ou systèmes les plus sensibles
E.2.3.2 Identifier les éléments du PDS risquant de perturber le plus
E.2.3.3 Y a-t-il des risques de dysfonctionnement des dispositifs listés, dus à des perturbations
provenant du PDS ?
E.2.4 Etablissement des règles d'installation
E.2.4.1 Mise à la terre
E.2.4.2 Câbles et raccordements
E.2.4.2.1 Choix du câble
E.2.4.2.2 Cheminement
E.2.4.3 Blindage du coffret du PDS
E.2.4.4 Transformateur dédié
E.2.4.5 Filtrage
E.2.4.6 Autres techniques d'atténuation
E.2.5 Résultat formel et maintenance
E.3 Exemple de supplément au plan CEM pour une application particulière
E.3.1 Analyse complémentaire de l'environnement électromagnétique
E.3.1.1 Distribution électrique depuis la sous-station jusqu’au transformateur du réseau d’alimentation
de l'installation
E.3.1.2 Distribution électrique du transformateur du réseau de l'installation jusqu’au tableau de
distribution local/contacteur/transformateur pour PDS
E.3.2 Analyse CEM
E.3.2.1 Plan de fréquences
E.3.2.2 Essai de CEM

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Guide_CEM_FR_AAV75198_02

. AAV75198 2009 / 16