IEC TS 62578:2015

Power electronics systems and equipment - Operation conditions and characteristics of active infeed converter (AIC) applications including design recommendations for their emission values below 150 kHz

IEC TS 62578:2015 describes the operation conditions and typical characteristics of active infeed converters (AIC) of all technologies and topologies which can be connected between the electrical power supply network (lines) a.c. side and a constant current or voltage type d.c. side and which can convert electrical power (active and reactive) in both directions (generative or regenerative). The following is excluded from the scope:
- Requirements for the design, development or further functionality of active infeed applications.
- Probability of interactions or influences of the AIC with other equipment caused by parasitic elements in an installation or caused by poor electronic design as well as their mitigations.
- "Overhead line" power supply networks because of lack of information (measurements) of their three phase impedances. This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
a) IEC TS 62578, in its revised version includes observed values out of practical applications for emission values below 150 kHz.
b) Therefore the document has been extended compared to the first edition, several detailed analysis results are given in the extended Annexes.
c) Design recommendations have been derived from the international working group by an assessment of the power supply impedances between 2 kHz and 9 kHz, a comprehensive analysis of the withstand capability of power capacitors against harmonic currents injected by AIC, immunity tests of equipment and considerations about shifted resonances in the power supply network with increased population of undamped filter capacitors.

Systèmes et équipements électroniques de puissance - Conditions de fonctionnement et caractéristiques des convertisseurs à alimentation active (AIC), y compris les recommandations de conception pour leurs valeurs d'émission inférieures à 150 kHz

L'IEC TS 62578:2015 décrit les conditions de fonctionnement et les caractéristiques typiques des convertisseurs à alimentation active (AIC), quelles que soient leurs technologies et topologies, qui peuvent être connectés entre le réseau (les phases) d'alimentation électrique côté alternatif et un type de courant ou de tension constant(e) côté continu, et qui peuvent convertir la puissance électrique (active et réactive) dans les deux directions (génératrice ou régénératrice). Les aspects suivants sont exclus du domaine d'application:
- Les exigences de conception, de développement ou autres fonctionnalités des applications à alimentation active.
- La probabilité d'interactions ou d'influences de l'AIC avec d'autres équipements générées par des éléments parasites dans une installation ou par une conception électronique peu avancée, ainsi que leurs limitations.
- Les réseaux d'alimentation par "ligne aérienne", en raison du manque d'informations (mesures) relatives à leurs impédances triphasées. Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
a) L'IEC TS 62578, dans sa version révisée, inclut les valeurs observées hors des applications pratiques pour les valeurs d'émission inférieures à 150 kHz.
b) Par conséquent, le document a été développé comparé à la première édition, plusieurs résultats d'analyse détaillée étant donnés dans les Annexes étendues.
c) Les recommandations de conception ont été établies par le groupe de travail international suite à une évaluation des impédances d'alimentation comprises entre 2 kHz et 9 kHz, à une analyse approfondie de la capacité de tenue des condensateurs de puissance par rapport aux courants harmoniques injectés par l'AIC, à des essais d'immunité de l'équipement et à des considérations relatives aux résonances décalées dans le réseau d'alimentation avec l'augmentation de la population des condensateurs de filtrage sans amortissement.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Apr-2015
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 29.200 - Rectifiers. Convertors. Stabilized power supply
• ICS: 33.180.20 - Fibre optic interconnecting devices
• Technical Committee: TC 22 - Power electronic systems and equipment
• Drafting Committee: MT 8 - TC 22/MT 8
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 30-Apr-2015
• Completion Date: 15-Apr-2015

Relations

• Revises: IEC TS 62578:2009 - Power electronics systems and equipment - Operation conditions and characteristics of active infeed converter applications
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC TS 62578 ®
Edition 2.0 2015-04
TECHNICAL
SPECIFICATION
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TECHNIQUE
colour
inside
Power electronics systems and equipment – Operation conditions and
characteristics of active infeed converter (AIC) applications including design
recommendations for their emission values below 150 kHz

Systèmes et équipements électroniques de puissance – Conditions de
fonctionnement et caractéristiques des convertisseurs à alimentation active
(AIC), y compris les recommandations de conception pour leurs valeurs
d'émission inférieures à 150 kHz
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characteristics of active infeed converter (AIC) applications including design

recommendations for their emission values below 150 kHz

Systèmes et équipements électroniques de puissance – Conditions de

fonctionnement et caractéristiques des convertisseurs à alimentation active

(AIC), y compris les recommandations de conception pour leurs valeurs

d'émission inférieures à 150 kHz

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.200 ISBN 978-2-8322-2585-1

– 2 – IEC TS 62578:2015  IEC 2015
CONTENTS
FOREWORD . 9
INTRODUCTION . 11
1 Scope . 12
2 Normative references . 12
3 Terms and definitions . 13
4 General system characteristics of PWM active infeed converters connected to the
power supply network . 18
4.1 General . 18
4.2 Basic topologies and operating principles . 18
4.2.1 General . 18
4.2.2 Operating principles . 18
4.2.3 Equivalent circuit of an AIC . 20
4.2.4 Filters . 21
4.2.5 Pulse patterns . 21
4.2.6 Control methods . 22
4.2.7 Control of current components . 22
4.2.8 Active power factor correction . 22
4.3 AIC rating . 23
4.3.1 General . 23
4.3.2 Converter rating under sinusoidal conditions . 23
4.3.3 Converter rating in case of harmonic currents . 23
4.3.4 Converter rating under dynamic conditions . 24
5 Electromagnetic compatibility (EMC) considerations for the use of AICs . 24
5.1 General . 24
5.2 Low-frequency phenomena (<150 kHz) . 25
5.2.1 General . 25
5.2.2 Emerging converter topologies and their advantages for the power
supply network . 25
5.2.3 Active equalizing of the power supply network . 27
5.2.4 Measured power supply network impedances in the range between
2 kHz to 20 kHz . 32
5.2.5 Proposal of an appropriate line impedance stabilisation network (LISN)
from 2 kHz to 9 kHz . 37
5.2.6 Effects on industrial equipment in the frequency band 2 kHz to 9 kHz . 41
5.3 High-frequency phenomena (> 150 kHz) . 44
5.3.1 General . 44
5.3.2 Mitigation of distortion . 44
5.3.3 Immunity . 44
5.3.4 EMI filters . 44
5.4 Audible noise effects . 45
5.5 Leakage currents . 45
5.6 Aspects of system integration and dedicated tests . 45
6 Characteristics of a PWM active infeed converter of voltage source type and two
level topology . 46
6.1 General . 46
6.2 General function, basic circuit topologies . 46

6.3 Power control . 49
6.4 Dynamic performance . 50
6.5 Desired non-sinusoidal line currents . 50
6.6 Undesired non-sinusoidal line currents. 50
6.7 Availability and system aspects . 51
6.8 Operation in active filter mode . 52
7 Characteristics of a PWM active infeed converter of voltage source type and three
level topology . 52
7.1 General function, basic circuit topologies . 52
7.2 Power control . 53
7.3 Dynamic performance . 53
7.4 Undesired non-sinusoidal line currents. 54
7.5 Availability and system aspects . 54
8 Characteristics of a PWM Active Infeed Converter of Voltage Source Type and
Multi Level Topology . 55
8.1 General function, basic circuit topologies . 55
8.2 Power control . 56
8.3 Dynamic performance . 57
8.4 Power supply network distortion . 57
8.5 Availability and system aspects .
...