變頻調(diào)速原理基于n= 60f1*(1-s)/p，即改變定子供電頻率f1，可改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n。為保持在調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Mm不變，要求定子供電電壓做相應(yīng)調(diào)節(jié)，以維持磁通恒定。根據(jù)定子電壓U1和定子供電頻率f1的不同比例關(guān)系，有不同的變頻調(diào)速方式。圖1所示為變頻調(diào)速時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。

(1)保持U1f1=常數(shù)的比例控制方式。該方式下，只要U1和f1成比例地改變，即可維持恒磁通，從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。但低頻時(shí)，由于定子阻抗相對(duì)定子漏抗不能忽略，因此最大轉(zhuǎn)矩Mm隨頻率降低而減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將減小。圖1中的曲線4和5為低頻時(shí)的理想曲線，1和2為實(shí)際曲線。

(2)保持最大轉(zhuǎn)矩Mm為常數(shù)的恒磁通控制方式。該方式下，為使Mm不變，需隨f1的降低適當(dāng)提高U1。

(3)保持恒功率的控制方式。當(dāng)f1>f1e (定子工頻)時(shí)，若仍維持U1/f1=常數(shù)，勢(shì)必使U1超過定子額定電壓U1e,這是不允許的。因此，當(dāng)f1>f1e時(shí)，定子電壓不再升高，而保持U1= U1e，此時(shí)可近似視為恒功率調(diào)速。圖1中的曲線6為f1>f1e時(shí)的理想曲線，3 為實(shí)際曲線。

當(dāng)在額定頻率f1e以下時(shí)，圖1中的機(jī)械特性曲線7、8、 9中的互相“平行”部分調(diào)速范圍很寬，可以適應(yīng)不同大小的負(fù)載。

當(dāng)所調(diào)頻率過小時(shí)，如圖1中f1<能力實(shí)際變小，只能滿足小負(fù)載轉(zhuǎn)矩如M3，而不能滿足稍大一些的負(fù)載轉(zhuǎn)矩如M1、M2。若工藝設(shè)備要求低速乃至超低速運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載過大電動(dòng)機(jī)滿足不了要求，則需對(duì)變頻器轉(zhuǎn)矩提升功能進(jìn)行設(shè)置，以滿足生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)載的需求。

當(dāng)所調(diào)頻率f1高于f1e時(shí)，電動(dòng)機(jī)實(shí)際的機(jī)械特性變差，負(fù)載能力降低，如圖1曲線6中曲線部分3。此時(shí)，變頻器由恒轉(zhuǎn)矩工作狀態(tài)變?yōu)楹愎β使ぷ鳡顟B(tài)，如圖2所示。

圖1異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性

圖2恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性

此時(shí)，隨著頻率(轉(zhuǎn)速)的升高，轉(zhuǎn)矩M逐漸下降。但在實(shí)際應(yīng)用中將轉(zhuǎn)速調(diào)到額定頻率以上的情況很少遇到，有時(shí)也不允許。

變頻器輸出的是同一頻率，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化(不同)使得電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速存在偏差，如圖1中M2與M1和M3之間存在著轉(zhuǎn)速偏差⊿n,而且負(fù)載變化越大，⊿n越大。當(dāng)需要設(shè)置頻率與輸出轉(zhuǎn)速絕對(duì)一 一對(duì)應(yīng)時(shí) 則應(yīng)將電動(dòng)機(jī)改為同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度即為n= 60f/p,不必設(shè)置速度反饋控制。只要精確地控制電源的頻率就能精確地控制轉(zhuǎn)速。