電(diàn)动机的调速与控制，是工农业各类机械及办公、民(mín)生電(diàn)器设备的基础技术之一。随着電(diàn)力電(diàn)子技术、微電(diàn)子技术的惊人发展，采用(yòng)“专用(yòng)变频感应電(diàn)动机+变频器”的交流调速方式，正在以其卓越的性能(néng)和经济性，在调速领域，引导了一场取代传统调速方式的更新(xīn)换代的变革。它给各行各业带来的福音在于：使机械自动化程度和生产效率大為(wèi)提高、节约能(néng)源、提高产品合格率及产品质量、電(diàn)源系统容量相应提高、设备小(xiǎo)型化、增加舒适性，目前正以很(hěn)快的速度取代传统的机械调速和直流调速方案。
由于变频電(diàn)源的特殊性，以及系统对高速或低速运转、转速动态响应等需求，对作為(wèi)动力主體(tǐ)的電(diàn)动机，提出了苛刻的要求，给電(diàn)动机带来了在電(diàn)磁、结构、绝缘各方面新(xīn)的课题。
变频调速目前已经成為(wèi)主流的调速方案，可(kě)广泛应用(yòng)于各行各业无级变速传动。
特别是随着变频器在工业控制领域内日益广泛的应用(yòng)，变频電(diàn)机的使用(yòng)也日益广泛起来，可(kě)以这样说由于变频電(diàn)机在变频控制方面较普通電(diàn)机的优越性，凡是用(yòng)到变频器的地方我们都不难看到变频電(diàn)机的身影。

普通電(diàn)机与变频電(diàn)机的差异
一、普通异步電(diàn)动机都是按恒频恒压设计的，不可(kě)能(néng)完全适应变频调速的要求
以下為(wèi)变频器对電(diàn)机的影响：
1電(diàn)动机的效率和温升的问题
不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波電(diàn)压和電(diàn)流，使電(diàn)动机在非正弦電(diàn)压、電(diàn)流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用(yòng)的正弦波PWM型变频器為(wèi)例，其低次谐波基本為(wèi)零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分(fēn)量為(wèi)：2u+1（u為(wèi)调制比）。
高次谐波会引起電(diàn)动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最為(wèi)显著的是转子铜（铝）耗。因為(wèi)异步電(diàn)动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波電(diàn)压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很(hěn)大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使電(diàn)动机额外发热，效率降低，输出功率减小(xiǎo)，如将普通三相异步電(diàn)动机运行于变频器输出的非正弦電(diàn)源条件下，其温升一般要增加10%--20%。

2電(diàn)动机绝缘强度问题
目前中小(xiǎo)型变频器，不少是采用(yòng)PWM的控制方式。他(tā)的载波频率约為(wèi)几千到十几千赫，这就使得電(diàn)动机定子绕组要承受很(hěn)高的電(diàn)压上升率，相当于对電(diàn)动机施加陡度很(hěn)大的冲击電(diàn)压，使電(diàn)动机的匝间绝缘承受较為(wèi)严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击電(diàn)压叠加在電(diàn)动机运行電(diàn)压上，会对電(diàn)动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3谐波電(diàn)磁噪声与震动
普通异步電(diàn)动机采用(yòng)变频器供電(diàn)时，会使由電(diàn)磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频電(diàn)源中含有(yǒu)的各次时间谐波与電(diàn)动机電(diàn)磁部分(fēn)的固有(yǒu)空间谐波相互干涉，形成各种電(diàn)磁激振力。当電(diàn)磁力波的频率和電(diàn)动机机體(tǐ)的固有(yǒu)振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于電(diàn)动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种電(diàn)磁力波的频率很(hěn)难避开電(diàn)动机的各构件的固有(yǒu)震动频率。

4電(diàn)动机对频繁启动、制动的适应能(néng)力
由于采用(yòng)变频器供電(diàn)后，電(diàn)动机可(kě)以在很(hěn)低的频率和電(diàn)压下以无冲击電(diàn)流的方式启动，并可(kě)利用(yòng)变频器所供的各种制动方式进行快速制动，為(wèi)实现频繁启动和制动创造了条件，因而電(diàn)动机的机械系统和電(diàn)磁系统处于循环交变力的作用(yòng)下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5低转速时的冷却问题
首先，异步電(diàn)动机的阻抗不尽理(lǐ)想，当電(diàn)源频率较低时，電(diàn)源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步電(diàn)动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小(xiǎo)，致使電(diàn)动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

二、变频電(diàn)动机的特点
1電(diàn)磁设计
对普通异步電(diàn)动机来说，在设计时主要考虑的性能(néng)参数是过载能(néng)力、启动性能(néng)、效率和功率因数。而变频電(diàn)动机，由于临界转差率反比于電(diàn)源频率，可(kě)以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能(néng)力和启动性能(néng)不在需要过多(duō)考虑，而要解决的关键问题是如何改善電(diàn)动机对非正弦波電(diàn)源的适应能(néng)力。方式一般如下：
1） 尽可(kě)能(néng)的减小(xiǎo)定子和转子電(diàn)阻。
减小(xiǎo)定子電(diàn)阻即可(kě)降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增
2）為(wèi)抑制電(diàn)流中的高次谐波，需适当增加電(diàn)动机的電(diàn)感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，電(diàn)动机漏抗的大小(xiǎo)要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理(lǐ)性。
3）变频電(diàn)动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，為(wèi)了提高输出转矩而适当提高变频器的输出電(diàn)压。

2结构设计
在结构设计时，主要也是考虑非正弦電(diàn)源特性对变频電(diàn)机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：
1）绝缘等级，一般為(wèi)F级或更高，加强对地绝缘和線(xiàn)匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击電(diàn)压的能(néng)力。
2）对電(diàn)机的振动、噪声问题，要充分(fēn)考虑電(diàn)动机构件及整體(tǐ)的刚性，尽力提高其固有(yǒu)频率，以避开与各次力波产生共振现象。
3）冷却方式：一般采用(yòng)强迫通风冷却，即主電(diàn)机散热风扇采用(yòng)独立的電(diàn)机驱动。
4）防止轴電(diàn)流措施，对容量超过160KW電(diàn)动机应采用(yòng)轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴電(diàn)流，当其他(tā)高频分(fēn)量所产生的電(diàn)流结合一起作用(yòng)时，轴電(diàn)流将大為(wèi)增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。
5）对恒功率变频電(diàn)动机，当转速超过3000/min时，应采用(yòng)耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

同步電(diàn)动机
1特点
1） 功率因数超前，一般额定功率因数為(wèi)0.9，有(yǒu)利于改善電(diàn)网的功率因数，增加電(diàn)网容量。
2） 运行稳定性高，当電(diàn)网電(diàn)压突然下降到额定值的80%时，其励磁系统一般能(néng)自动调节实行强行励磁，保证電(diàn)动机的运行稳定。
3）过载能(néng)力比相应的异步電(diàn)动机大。
4）运行效率高，尤其是低速异步電(diàn)动机。

2启动方式
1） 异步启动法，同步電(diàn)动机多(duō)数在转子上装有(yǒu)类似与异步電(diàn)机笼式绕组的启动绕组。在励磁回路串接约為(wèi)励磁绕组電(diàn)阻值10倍的附加電(diàn)阻来构成闭合電(diàn)路，把同步電(diàn)动机的定子直接接入電(diàn)网，使之按异步電(diàn)动机启动，当转速达到亚同步转速（95%）时，再切除附加電(diàn)阻。
2） 变频启动，用(yòng)变频器启动，不在赘述。

3应用(yòng)
做过油田节電(diàn)的师傅都知道，油田的抽油机電(diàn)机，由于要求的启动转矩大，工程师设计时一般将電(diàn)机设计的很(hěn)大，这就出现“大马拉小(xiǎo)車(chē)”现象，如：55KW的抽油机電(diàn)机，在平衡块基本调好后，其实际有(yǒu)功一般在十几个KW，有(yǒu)时还小(xiǎo)。我曾做过这样的改造，将抽油机55KW异步電(diàn)动机改為(wèi)22KW同步電(diàn)机，后用(yòng)变频器控制，当然也可(kě)以根据排液量或别的信号进行自动控制。节電(diàn)率可(kě)达40%。

因此，异步電(diàn)动机，同步電(diàn)动机，变频電(diàn)动机三者各有(yǒu)特点，主要看您所控制的工况环境，当然还要根据工程成本，能(néng)用(yòng)异步電(diàn)机尽量用(yòng)异步電(diàn)动机。