IEC 61800-5-3:2021

Adjustable speed electrical power drive systems - Part 5-3: Safety requirements - Functional, electrical and environmental requirements for encoders

IEC 61800-5-3:2021, which is a product standard, specifies requirements and makes recommendations for the design and development, integration and validation of safety-related encoder (Encoder(SR)) in terms of their functional safety considerations, electrical safety and environmental conditions. It applies to Encoder(SR), being sensors as part of a PDS(SR). This document can also be referred to and used for Encoder(SR) in any other safety-related application, for example safety-related position monitoring.
This document is applicable where functional safety of an encoder is claimed and the Encoder(SR) is operating mainly in the high demand or continuous mode. The requirements of IEC 61800-5-2:2016 for PDS(SR) apply to Encoder(SR) as applicable.
This document includes additional or different requirements for Encoder(SR). It sets out safety-related considerations of Encoder(SR) in terms of the framework of IEC 61508 (all parts), and introduces requirements for Encoder(SR) as subsystems of a safety-related system. It is intended to facilitate the realisation of the electrical/electronic/programmable electronic (E/E/PE) and mechanical parts of an Encoder(SR) in relation to the safety performance of safety sub-function(s) of an Encoder(SR).

Entraînements électriques de puissance à vitesse variable - Partie 5-3: Exigences de sécurité - Exigences fonctionnelle, électrique et environnementale pour codeurs

L'IEC 61800-5-3:2021, qui est une norme de produit, spécifie des exigences et donne des recommandations pour la conception et le développement, l'intégration et la validation des codeurs relatifs à la sécurité (codeurs(SR)), au regard de leur sécurité fonctionnelle, de leur sécurité électrique et des conditions d'environnement. Elle s'applique aux codeurs(SR) qui sont des capteurs qui font partie d'un PDS(SR). Le présent document peut également servir de référence et être utilisé pour les codeurs(SR) dans le cadre de toute autre application relative à la sécurité, par exemple la surveillance de position relative à la sécurité.
Le présent document est applicable lorsque la sécurité fonctionnelle d'un codeur est revendiquée et que le codeur(SR) fonctionne principalement en mode à sollicitation élevée ou en mode continu.
Les exigences de l'IEC 61800-5-2:2016 concernant les PDS(SR) s'appliquent aux codeurs(SR), selon le cas. Le présent document comprend des exigences supplémentaires ou différentes pour les codeurs(SR). Il expose des considérations relatives à la sécurité des codeurs(SR), prises dans le cadre de l'IEC 61508 (toutes les parties), et présente des exigences pour les codeurs(SR) en tant que sous-systèmes d'un système relatif à la sécurité. Il est destiné à faciliter la réalisation des parties électriques/électroniques/électroniques programmables (E/E/PE) d'un codeur(SR) en liaison avec la performance de sécurité d'une ou de plusieurs sous-fonctions de sécurité d'un codeurs(SR)

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 22-Feb-2021
• ICS: 13.110 - Safety of machinery
• ICS: 29.130.99 - Other switchgear and controlgear
• ICS: 29.200 - Rectifiers. Convertors. Stabilized power supply
• ICS: 47.020.60 - Electrical equipment of ships and of marine structures
• Technical Committee: SC 22G - Adjustable speed electric power drive systems (PDS)
• Drafting Committee: PT 61800-5-3 - TC 22/SC 22G/PT 61800-5-3
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 05-Mar-2021
• Completion Date: 23-Feb-2021

Standards Content (Sample)

IEC 61800-5-3 ®
Edition 1.0 2021-02
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Adjustable speed electrical power drive systems –
Part 5-3: Safety requirements – Functional, electrical and environmental
requirements for encoders
Entraînements électriques de puissance à vitesse variable –
Partie 5-3: Exigences de sécurité – Exigences fonctionnelle, électrique et
environnementale pour codeurs
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requirements for encoders
Entraînements électriques de puissance à vitesse variable –

Partie 5-3: Exigences de sécurité – Exigences fonctionnelle, électrique et

environnementale pour codeurs
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 13.110; 29.130.99; 29.200 ISBN 978-2-8322-9400-0

– 2 – IEC 61800-5-3:2021 © IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 7
INTRODUCTION . 9
1 Scope . 10
2 Normative references . 11
3 Terms and definitions . 12
4 Safety sub-functions . 20
4.1 General . 20
4.2 Safe incremental position (SIP) . 20
4.3 Safe absolute position (SAP) . 20
4.4 Safe speed value (SSV) . 20
4.5 Safe acceleration value (SAV) . 20
4.6 Safety sub-functions for evaluation and signalling . 21
5 Management of functional safety . 21
6 Requirements for design and development . 21
6.1 General requirements . 21
6.2 Design standards . 25
6.3 Fault detection . 25
6.4 Design requirements for specific types of Encoder(SR) . 26
6.4.1 Design requirements for Encoder(SR) with sine and cosine output
signals . 26
6.4.2 Design requirements for Encoder(SR) with incremental and absolute
output signals . 27
6.4.3 Design requirements for Encoder(SR) with square wave signal interface . 28
6.4.4 Design requirements for Resolver . 28
6.5 Design requirements regarding mechanics . 29
6.5.1 General . 29
6.5.2 Design requirements for mechanical fastenings . 29
6.5.3 Design requirements for mechanical connecting elements . 29
6.5.4 Bearings . 29
6.6 Design requirements for signal generation . 30
6.6.1 General . 30
6.6.2 Design requirements for signal generation of optical Encoder(SR) . 30
6.6.3 Design requirements for signal generation of magnetic Encoder(SR) . 30
6.7 Design requirements for signal processing . 31
6.8 Design requirements for internal evaluation and signaling . 31
6.9 Design requirements for software . 31
6.10 Pre-setting . 31
6.11 Parameterization . 31
6.12 Design requirements for thermal immunity . 31
6.13 Design requirements for mechanical immunity . 31
6.14 Design requirements for integrated connection cables . 31
7 Information for use . 32
7.1 General . 32
7.2 Labels . 32
7.3 Information and instructions for safe application of an Encoder(SR) . 32
8 Verification and validation . 32

8.1 General . 32
8.2 Verification of hardware fault tolerance . 32
8.3 Additional verification for Encoder(SR) with sine and cosine output signals. 32
8.3.1 Verification of diagnostic measures for Encoder(SR) with sine and
cosine output signals with HFT = 0 . 32
8.3.2 Suitability for interpolation . 32
8.4 Qualitative FMEDA . 33
8.5 Quantification. 34
9 Test requirements . 34
9.1 General . 34
9.2 Planning of tests . 34
9.3 Functional testing . 34
9.4 Electromagnetic (EM) and electrical immunity testing . 34
9.4.1 Electrical tests . 34
9.4.2 Electromagnetic (EM) immunity testing . 35
9.5 Thermal immunity testing . 35
9.5.1 General . 35
9.5.2 Dry cold . 35
9.5.3 Dry heat . 35
9.5.4 Damp heat . 36
9.5.5 Temperature rise test . 36
9.6 Mechanical immunity testing . 36
9.6.1 Clearances and creepage distances . 36
9.6.2 Short-circuit testing of printed wiring boards . 36
9.6.3 Mechanical fastenings . 36
9.6.4 Mechanical connecting elements . 36
9.6.5 Vibration and shock test . 37
9.6.6 Mechanical properties of integrated connecting cables .
...