異步電機和同步電機的概念
1. 異步電機
三相異步電機要旋轉起來的先決條件是具有一個旋轉磁場，三相異步電機的定子繞組就是用來產生旋轉磁場的。三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產生一個旋轉磁場，其產生的過程如圖所示。圖中分四個時刻來描述旋轉磁場的產生過程。電流每變化一個週期，旋轉磁場在空間旋轉一週，即旋轉磁場的旋轉速度與電流的變化是同步的。
旋轉磁場的轉速為：n=60f/P
1. 異步電機
2. 同步電機
交流電機的調速
1.交流電機的調速
基於節能角度，通常把交流調速分為高效調速和低效調速。高效調速指基本上不增加轉差損耗的調速方式，在調節電機轉速時轉差率基本不變，不增加轉差損失，或將轉差功率以電能形式回饋電網或以機械能形式回饋機軸；低效調速則存在附加轉差損失，在相同調速工況下其節能效果低於不存在轉差損耗的調速方式。
分類情況
異步電機的變極調速
電磁調速
電磁調速技術是通過電磁調速電機實現調速的技術。電磁調速電機(又稱滑差電機)由三相異步電機、電磁轉差離合器和測速發電機組成，三相異步電機作為原動機工作。該技術是傳統的交流調速技術之一，適用於容量在0.55～630kW範圍內的風機、水泵或壓縮機。
電磁調速
串級調速
串級調速的典型調速系統有兩種：一種是電氣串級調速系統，另一種是電機串級調速系統。電氣串級調速電路是由異步機轉子一側的整流器和電網一側的晶閘管逆變器組成。用改變逆變器的逆變角來調節異步機轉速，將整流後的直流通過逆變器變換成具有電網頻率的交流，將轉差功率回饋電網。電機串級調速電路是把轉子整流後的直流作為電源接到一臺直流電機的電樞兩端，用調節勵磁電流來調節異步機轉速，直流機與異步機同軸相接，將轉差功率變為直流器的輸入功率與異步機一起拖動負載，使轉差功率回饋機軸。電機串級調速的調速範圍不大，又增加了一臺直流電機，使系統複雜化，應用不多。電氣串級調速系統比較簡單，控制方便，應用比較廣泛。
定子調壓調速
定子調壓調速是用改變定子電壓實現調速的方法來改變電機的轉速，調度過程中它的轉差功率以發熱形式損耗在轉子繞組中，屬於低效調速方式。由於電磁轉矩與定子電壓的平方成正比，改變定子電壓就可以改變電機的機械特性，與某一負載特性相匹配就可以穩定在不同的轉速上，從而實現調速功能。
轉子串電阻調速
變頻調速
變頻器基礎知識
交流電機的調速
N0=60f/p（同步電機） N=N0(1-s)=60f/P(1-s)（異步電機）
式中：f-頻率；p-極對數；s-轉差率（0～3%或0～6%）。
由轉速公式可見，只要設法改變三相交流電機的供電率f，就十分方便地改變了電機的轉速N。實際上僅僅改變電機的頻率並不能獲得良好的變頻特性。
感應電機穩態模型:T型等效電路
感應電機穩態模型:簡化等效電路
感應電機穩態模型:簡化等效電路
基頻以下調速 ＋ 基頻以上調速
矢量控制與DTC控制
變頻器的電路結構
交流變頻調速技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術必定分成功率轉換和弱電控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題，後者要解決基於現代控制理論的控制策略和智能控制策略的硬、軟件開發問題，在目前狀況下主要全數字控制技術。
通用變頻器的構造
1. 主迴路
包括整流部分、直流環節、逆變部分、制動或回饋環節等部分。
2. 控制迴路
控制迴路包括變頻器的核心軟件算法電路、檢測傳感電路、控制信號的輸入輸出電路、驅動電路和保護電路組成。
變頻器的分類與特點
根據變頻器的變流環節的不同進行分類 ：
（1）交直交變頻器
交直交變頻器是先將頻率固定的交流電"整流"成直流電，再把直流電"逆變"成頻率任意可調的三相交流電，又稱間接式變頻器。目前應用廣泛的通用型變頻器都是交直交變頻器。
（2）交交變頻器
交交變頻器就是把頻率固定的交流電直接轉換成頻率任意可調的交流電，而且轉換前後的相數相同，又稱直接式變頻器。
根據直流電路的儲能環節（或濾波方式）分類頻器的變流環節的不同進行分類 ：
（1）電壓型變頻器
電壓型變頻器的儲能元件為電容器，其特點是中間直流環節的儲能元件採用大電容，負載的無功功率將由它來緩衝，直流電壓比較平穩，直流電源內阻較小，相當於電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用於負載電壓變化較大的場合。
（2）電流型變頻器電流型變頻器的儲能元件為電感線圈，因此其特點是中間直流環節採用大電感作為儲能環節，緩衝無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由於該直流內阻較大，故稱電流型變頻器。
根據電壓的調製方式分類
（1）正弦波脈寬調製（SPWM）變頻器
正弦波脈寬調製變頻器是指輸出電壓的大小是通過調節脈衝佔空比來實現的，且載頻信號用等腰三角波，而基準信號採用正弦波。中、小容量的通用變頻器幾乎全都採用此類變頻器。
（2）脈幅調製（PAM）變頻器
脈幅調製變頻器是指將變壓與變頻分開完成，即在把交流電整流為直流電的同時改變直流電壓的幅值，而後將直流電壓逆變為交流電時改變交流電頻率的變壓變頻控制方式。
根據輸入電源的相數分類
（1）三進三出變頻器
變頻器的輸入側和輸出側都是三相交流電。絕大多數變頻器都屬此類。
（2）單進三出變頻器
變頻器的輸入側為單相交流電，輸出側是三相交流電，俗稱“單相變頻器”。該類變頻器通常容量較小，且適合在單相電源情況下使用，如家用電器裡的變頻器均屬此類。
根據負載轉矩特性分類
（1）P型機變頻器
適用於變轉矩負載的變頻器。
（2）G型機變頻器
適用於恆轉矩負載的變頻器。
（3）P/G合一型變頻器
同一種機型既可以使用變轉矩負載，又可以適用於恆轉矩負載；同時在變轉矩方式下，其標稱功率大一檔。
根據應用場合分類
（1）通用變頻器
通用變頻器的特點是其通用性，可應用在標準異步電機傳動、工業生產及民用、建築等各個領域。通用變頻器的控制方式，已經從最簡單的恆壓頻比控制方式向高性能的矢量控制、直接轉矩控制等發展。
（2）專用變頻器
專用變頻器的特點是其行業專用性，它針對不同的行業特點集成了可編程控制器以及很多硬件外設，可以在不增加外部板件的基礎上直接應用於行業中。比如，恆壓供水專用變頻器就能處理供水中變頻與工頻切換、一拖多控制等。
根據系統應用分類
（1）部件級變頻器
又稱元器件級變頻器。如ABB的ACS400系列變頻器，能夠非常方便地當作電氣元器件來實現其調速功能。
（2）工程型變頻器
又稱自動化級變頻器。如西門子的6SE70系列、ABB的ACS800系列、AB的powerflex7系列。
根據系統應用分類
1. 輸入側的額定數據
變頻器輸入側的額定數據包括以下內容：
（1）輸入電壓U(IN)即電源側的電壓。在我國，低壓變頻器的輸入電壓通常為380V（三相）和220V（單相）。此外，變頻器還對輸入電壓的允許波動範圍作出規定，如±10%、-15%~+10%等。
（2）相數如單相、三相。
（3）頻率f(IN)即電源頻率（常稱工頻），我國為50Hz。頻率的允許波動範圍通常規定±5%。
2. 輸出側的額定數據
變頻器輸出側的額定數據包括以下內容：
（1）額定電壓U(N)因為變頻器的輸出電壓要隨頻率而變，所以，U(N)定義為輸出的最大電壓。通常它總是和輸入電壓U(IN)相等的。
（2）額定電流I(N)變頻器允許長時間輸出的最大電流。
（3）額定容量S(N)由額定線電壓U(N)和額定線電流I(N)的乘積決定：S(N)=1.732U(N)I(N)
（4）容量P(N)在連續不變負載中，允許配用的最大電機容量。必須注意：在生產機械中，電機的容量主要是根據發熱狀況來定的。在變動負載、斷續負載及短時負載中，只要溫升不超過允許值，電機是允許短時間（幾分鐘或幾十分鐘）過載的，而變頻器則不允許。所以，在選用變頻器時，應充分考慮負載的工況。
（5）過載能力指變頻器的輸出電流允許超過額定值的倍數和時間。大多數變頻器的過載能力規定為：150%，1min。可見，變頻器的允許過載時間與電機的允許過載時間相比，是微不足道的。
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