变频调速是通过改变电动机定子绕组供电的频率来达到调速的目的，当在定子绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机旋转起来。电动机磁场的转速称为同步转速，用N表示

N=60f/p                                           （7-1）

式中：f为三相交流电源频率，一般为50Hz；p为磁极对数。当p=1时，N=3000r/min；p=2时，N=1500r/min。

由式（1-10）可知磁极对数p越多，转速N越慢。转子的实际转速n比磁场的同步转速N要慢一点，所以称为异步电动机，这个差别用转差率s表示：

s=[n₁－n]/n₁]×100%                                   （7-2）

当异步电动机定子绕组加上电源而转子尚未转动瞬间，n=0，这时s=1；启动后的极端情况n=N，则s=0，即s在0～1之间变化。一般异步电动机在额定负载下的s=（1～6）%。综合式（7-1）和式（7-2）可以得出

n=60f（1-s）/p                                   （7-3）

由式（7-3）可以得出，对于标准的异步电动机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，则异步电动机的转速n与电源频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变异步电动机的同步转速，进而达到异步电动机调速的目的。

但是，为了保持在调速时电动机的最大转矩不变，必须维持电动机的磁通量恒定，因此电动机定子的供电电压也要作相应调节。变频器就是在调整电动机电源频率（VariableFrequency）的同时还要调整电压（VariableVoltage）的变换装置，故简称VVVF（装置）。

（1）变频调速系统的加速过程

变频器的输出频率从f_X1上升至f_X2的加速过程如图7-1所示。当频率f_X上升时，电动机定子旋转磁场的同步转速n₀随即也上升，但电动机转子的转速n_M因为有惯性而不能立即跟上。结果是转差Δn增大了，导体内的感应电动势和感应电流也增大。为此，在电动机的加速过程中，必须处理好加速的快慢与拖动系统惯性之间的矛盾。在生产实过程中，变频调速系统的加速过程属于不进行生产的过渡过程，从提高生产率的角度出发，加速过程应该越短越好。由于变频调速系统系统存在着惯性，如果加速过程太快，电动机转子的转速n_M将跟不上电动机定子旋转磁场的同步转速的上升，转差Δn增大，引起加速电流的增大，若达到过流限值而使变频器跳闸。所以，在设置加速过程参数时，必须折中处理的问题是，在防止加速电流过大的前提下，尽可能地缩短加速过程。

（2）变频调速系统的减速过程

在变频调速系统中，电动机转速从较高转速降至较低转速的过程称为减速过程。在变频调速系统中，电动机的减速过程是通过降低变频器的输出频率来实现减速的，电动机的转速从n₁下降至n₂，即变频器的输出频率从f_X1下降至f_X2的减速过程，如图7-2所示。

当频率刚下降的瞬间，旋转磁场的转速(同步转速)立即下降，但由于拖动系统具有惯性的缘故，电动机转子的转速不可能立即下降。此时，电动机转子的转速超过了同步转速，转子绕组切割磁场的方向和原来相反了。从而，转子绕组中感应电动势和感应电流的方向，以及所产生的电磁转矩的方向都和原来相反了，电动机处于发电动机状态。由于所产生的转矩和转子旋转的方向相反，能够促使电动机的转速迅速地降下来，该状态称为再生制动状态。

电动机在再生制动状态发出的电能，将通过和逆变开关管反向并联的二极管全波整流后反馈到直流电路，使直流电路的电压U_D升高，称为泵升电压。如果直流电压U_D升得太高，将导致整流器和逆变器的器件损坏。所以，当U_D上升到一定限值时，须通过能耗电路(制动电阻和制动单元)放电，把直流回路内多余的电能消耗掉。

变频调速系统的减速过程和加速过程相同，在变频调速系统的减速过程属于不进行生产的过渡过程，故减速过程应越短越好。由于变频调速系统存在着惯性的原因，频率下降得太快了，电动机转子的转速nM将跟不上电动机定子旋转磁场同步转速的下降，转差Δn增大，引起再生电流的增大和直流回路内泵升电压的升高，甚至可能超过设置的限值，导致变频器因过电流或过电压而跳闸。所以，在设置系统减速过程参数时，必须在防止减速电流过大和直流电压过高的前提下，尽可能地缩短减速过程。