變頻調速是通過改變電動機定子繞組供電的頻率來達到調速的目的，當在定子繞組上接入三相交流電時，在定子與轉子之間的空氣隙內產生一個旋轉磁場，它與轉子繞組產生相對運動，使轉子繞組產生感應電勢，出現感應電流，此電流與旋轉磁場相互作用，產生電磁轉矩，使電動機旋轉起來。電動機磁場的轉速稱為同步轉速，用N表示

N=60f/p                                           （7-1）

式中：f為三相交流電源頻率，一般為50Hz；p為磁極對數。當p=1時，N=3000r/min；p=2時，N=1500r/min。

由式（1-10）可知磁極對數p越多，轉速N越慢。轉子的實際轉速n比磁場的同步轉速N要慢一點，所以稱為異步電動機，這個差別用轉差率s表示：

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

當異步電動機定子繞組加上電源而轉子尚未轉動瞬間，n=0，這時s=1；啟動后的極端情況n=N，則s=0，即s在0～1之間變化。一般異步電動機在額定負載下的s=（1～6）%。綜合式（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，對于標準的異步電動機，其磁極對數p已經確定，轉差率s變化不大，則異步電動機的轉速n與電源頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變異步電動機的同步轉速，進而達到異步電動機調速的目的。

但是，為了保持在調速時電動機的最大轉矩不變，必須維持電動機的磁通量恒定，因此電動機定子的供電電壓也要作相應調節。變頻器就是在調整電動機電源頻率（VariableFrequency）的同時還要調整電壓（VariableVoltage）的變換裝置，故簡稱VVVF（裝置）。

（1）變頻調速系統的加速過程

變頻器的輸出頻率從f_X1上升至f_X2的加速過程如圖7-1所示。當頻率f_X上升時，電動機定子旋轉磁場的同步轉速n₀隨即也上升，但電動機轉子的轉速n_M因為有慣性而不能立即跟上。結果是轉差Δn增大了，導體內的感應電動勢和感應電流也增大。為此，在電動機的加速過程中，必須處理好加速的快慢與拖動系統慣性之間的矛盾。在生產實過程中，變頻調速系統的加速過程屬于不進行生產的過渡過程，從提高生產率的角度出發，加速過程應該越短越好。由于變頻調速系統系統存在著慣性，如果加速過程太快，電動機轉子的轉速n_M將跟不上電動機定子旋轉磁場的同步轉速的上升，轉差Δn增大，引起加速電流的增大，若達到過流限值而使變頻器跳閘。所以，在設置加速過程參數時，必須折中處理的問題是，在防止加速電流過大的前提下，盡可能地縮短加速過程。

（2）變頻調速系統的減速過程

在變頻調速系統中，電動機轉速從較高轉速降至較低轉速的過程稱為減速過程。在變頻調速系統中，電動機的減速過程是通過降低變頻器的輸出頻率來實現減速的，電動機的轉速從n₁下降至n₂，即變頻器的輸出頻率從f_X1下降至f_X2的減速過程，如圖7-2所示。

當頻率剛下降的瞬間，旋轉磁場的轉速(同步轉速)立即下降，但由于拖動系統具有慣性的緣故，電動機轉子的轉速不可能立即下降。此時，電動機轉子的轉速超過了同步轉速，轉子繞組切割磁場的方向和原來相反了。從而，轉子繞組中感應電動勢和感應電流的方向，以及所產生的電磁轉矩的方向都和原來相反了，電動機處于發電動機狀態。由于所產生的轉矩和轉子旋轉的方向相反，能夠促使電動機的轉速迅速地降下來，該狀態稱為再生制動狀態。

電動機在再生制動狀態發出的電能，將通過和逆變開關管反向并聯的二極管全波整流后反饋到直流電路，使直流電路的電壓U_D升高，稱為泵升電壓。如果直流電壓U_D升得太高，將導致整流器和逆變器的器件損壞。所以，當U_D上升到一定限值時，須通過能耗電路(制動電阻和制動單元)放電，把直流回路內多余的電能消耗掉。

變頻調速系統的減速過程和加速過程相同，在變頻調速系統的減速過程屬于不進行生產的過渡過程，故減速過程應越短越好。由于變頻調速系統存在著慣性的原因，頻率下降得太快了，電動機轉子的轉速nM將跟不上電動機定子旋轉磁場同步轉速的下降，轉差Δn增大，引起再生電流的增大和直流回路內泵升電壓的升高，甚至可能超過設置的限值，導致變頻器因過電流或過電壓而跳閘。所以，在設置系統減速過程參數時，必須在防止減速電流過大和直流電壓過高的前提下，盡可能地縮短減速過程。