IEC 60146-1-1:2009

Semiconductor converters - General requirements and line commutated converters - Part 1-1: Specification of basic requirements

IEC 60146-1-1:2009 specifies the requirements for the performance of all semiconductor power converters and semiconductor power switches using controllable and/or non-controllable electronic valve devices. It is primarily intended to specify the basic requirements for converters in general and the requirements applicable to line commutated converters for conversion of a.c. power to d.c. power or vice versa. Parts of this standard are also applicable to other types of electronic power converter provided that they do not have their own product standards. This fourth edition constitutes a technical revision and introduces five main changes:
- re-edition of the whole standard according to the current directives;
- correction of definitions and addition of new terms, especially terms concerning EMC, harmonic distortion and insulation co-ordination;
- the service condition tolerances have been revised according to the IEC 61000 series;
- the insulation tests have been revised considering the insulation co-ordination;
- addition of three annexes.

Convertisseurs à semiconducteurs - Exigences générales et convertisseurs commutés par le réseau - Partie 1-1: Spécification des exigences de base

La CEI 60146-1-1:2009 spécifie les exigences relatives aux caractéristiques de fonctionnement de tous les convertisseurs électroniques de puissance à semiconducteurs, ainsi que des commutateurs électroniques de puissance à semiconducteurs utilisant des valves électroniques, commandables et/ou non commandables. Elle est prévue en premier lieu pour spécifier les exigences de base applicables aux convertisseurs en général, ainsi que les exigences applicables aux convertisseurs à commutation par le réseau, pour la conversion puissance alternative-continue ou vice versa. Certaines parties de la présente norme sont également applicables à d'autres types de convertisseur électronique de puissance sous réserve qu'il n'existe pas de normes de produits qui leur soient propres. Cette quatrième édition constitue une révision technique et introduit cinq modifications principales:
- réédition de l'ensemble de la norme conformément au directives en vigueur;
- corrections de définitions et ajouts de nouveaux termes, en particulier des termes concernant la CEM, la distorsion harmonique et la coordination de l'isolement;
- les tolérances relatives aux conditions de service ont été revues conformément à la série CEI 61000;
- les essais d'isolement ont été revus, en tenant compte de la coordination de l'isolement;
- ajout de trois annexes.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 28-Jun-2009
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 29.045 - Semiconducting materials
• ICS: 29.200 - Rectifiers. Convertors. Stabilized power supply
• Technical Committee: TC 22 - Power electronic systems and equipment
• Drafting Committee: MT 3 - TC 22/MT 3

Relations

• Revises: IEC 60146-1-1:1991 - Semiconductor convertors - General requirements and line commutated convertors - Part 1-1: Specifications of basic requirements
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revised: IEC 60146-1-1:2024 - Semiconductor converters - General requirements and line commutated converters - Part 1-1: Specification of basic requirements
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 60146-1-1 ®
Edition 4.0 2009-06
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Semiconductor converters – General requirements and line commutated
converters –
Part 1-1: Specification of basic requirements

Convertisseurs à semiconducteurs – Exigences générales et convertisseurs
commutés par le réseau –
Partie 1-1: Spécification des exigences de base

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IEC 60146-1-1 ®
Edition 4.0 2009-06
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Semiconductor converters – General requirements and line commutated
converters –
Part 1-1: Specification of basic requirements

Convertisseurs à semiconducteurs – Exigences générales et convertisseurs
commutés par le réseau –
Partie 1-1: Spécification des exigences de base

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
XD
CODE PRIX
ICS 29.200; 29.045 ISBN 978-2-88910-061-3
– 2 – 60146-1-1 © IEC:2009
CONTENTS
FOREWORD.5
1 Scope and object.7
2 Normative references .7
3 Terms and definitions .9
3.1 Semiconductor devices and combinations .10
3.2 Arms and connections .13
3.3 Controllability of converter arms and quadrants of operation (on d.c. side) .15
3.4 Commutation, quenching and commutation circuitry .16
3.5 Commutation characteristics .18
3.6 Rated values .20
3.7 Specific voltages, currents and factors .22
3.8 Cooling.25
3.9 Service conditions tolerances and electromagnetic compatibility .26
3.10 Harmonic distortion .27
3.11 Definitions related to insulation co-ordination .31
4 Operation of semiconductor power equipment and valve devices.34
4.1 Classification.34
4.1.1 Semiconductor converter .34
4.1.2 Semiconductor valve devices.35
4.2 Principal letter symbols and subscripts.36
4.3 Basic operation of semiconductor converters.38
4.3.1 Commutation .38
4.3.2 Basic calculation factors for line commutated converters .40
4.3.3 Disturbances and fault conditions .42
5 Service conditions .43
5.1 Code of identification for cooling method.43
5.2 Environmental conditions .44
5.2.1 Ambient air circulation .44
5.2.2 Normal service conditions – Temperatures .44
5.2.3 Other normal service conditions .45
5.2.4 Unusual service conditions .45
5.3 Characteristics of the load.46
5.4 Service condition tolerances.46
5.4.1 Steady state and short time conditions .46
5.4.2 Repetitive and non-repetitive transients.49
6 Power conversion equipment and assemblies.49
6.1 Electrical connections.49
6.2 Calculation factors.50
6.2.1 Essential variables .50
6.2.2 Losses and efficiency .53
6.2.3 Power factor .54
6.2.4 Voltage regulation .54
6.3 Electromagnetic compatibility .56
6.3.1 Harmonics .56
6.3.2 Other EMC aspects .57
6.4 Rated values .57

60146-1-1 © IEC:2009 – 3 –
6.4.1 General .57
6.4.2 Rated output voltage .58
6.4.3 Rated current values .58
6.5 Duty classes.59
6.5.1 Principles .59
6.5.2 Selection of duty class and rated current value.60
6.5.3 Particular remarks for double converters .61
6.6 Markings .62
6.6.1 General .62
6.6.2 Rating plate.62
7 Tests for valve device assemblies and power conversion equipment .63
7.1 General .63
7.1.1 Methods of testing .63
7.1.2 Kinds of tests .63
7.1.3 Performance of tests .63
7.2 Insulation tests .64
7.2.1 General .64
7.2.2 Insulation routine tests of power conversion equipment .65
7.2.3 Additional tests.68
7.3 Functional test.68
7.3.1 Light load test and functional test .68
7.3.2 Rated current test.69
7.3.3 Over-current capability test.69
7.3.4 Measurement of the inherent voltage regulation .69
7.3.5 Measurement of ripple voltage and current .69
7.3.6 Measurement of harmonic currents.69
7.4 Losses, temperature and power factor.70
7.4.1 Power loss determination for assemblies and equipment .70
7.4.2 Temperature rise test .71
7.4.3 Power factor measurements .72
7.5 Auxiliaries and control .72
7.5.1 Checking of auxiliary devices .72
7.5.2 Checking the properties of the control equipment .72
7.5.3 Checking the protective devices .72
7.6 EMC tests .
...