與傳統(tǒng)的交流拖動(dòng)系統(tǒng)相比，利用變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的交流拖動(dòng)系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的高效連續(xù)調(diào)速控制，容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，可以進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行電氣制動(dòng)，可以用一臺(tái)變頻器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，電源功率因數(shù)大，所需電源容量小，可以組成高性能的控制系統(tǒng)等等。下面介紹一下上面提到的變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的各種主要優(yōu)點(diǎn)。
在許多情況下，使用變頻器的目的是節(jié)能，尤其是對(duì)于在工業(yè)中大量使用的風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)負(fù)載來(lái)說(shuō)，通過(guò)變頻器進(jìn)行調(diào)速控制可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)上利用擋板和閥門(mén)進(jìn)行的風(fēng)量、流量和揚(yáng)程的控制，所以節(jié)能效果非常明顯。
因?yàn)橐怨?jié)能為目的的調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍和精度要求不高，所以通常采用在價(jià)格方面比較經(jīng)濟(jì)的通用型變頻器。
由于變頻器可以看作是一個(gè)頻率可調(diào)的交流電源，對(duì)于現(xiàn)有的進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，只需在電網(wǎng)電源和現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)之間接入變頻器和相應(yīng)設(shè)備，就可以利用變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制，而無(wú)須對(duì)電動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)本身進(jìn)行大的設(shè)備改造。
在采用了變頻器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)中，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制是通過(guò)改變變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)的。因此，在進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，可以通過(guò)控制變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)工作在轉(zhuǎn)差率較小的范圍，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍較寬，并可以達(dá)到提高運(yùn)行效率的目的。一般來(lái)說(shuō)，通用型變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：10以上，而高性能的矢量控制方式的變頻器的調(diào)速范圍可以達(dá)到1：1000。此外，當(dāng)采用矢量控制方式的變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，還可以直接控制電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，高性能的矢量控制變頻器與變頻器專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)的組合在控制性能方面可以達(dá)到和超過(guò)高精度直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制性能。
利用普通的電網(wǎng)電源運(yùn)行的交流拖動(dòng)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換，必須利用開(kāi)閉器等裝置對(duì)電源進(jìn)行換相切換。利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，只需改變變頻器內(nèi)部逆變電路換流器件的開(kāi)關(guān)順序即可以達(dá)到對(duì)輸出進(jìn)行換相的目的，很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換而不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置正反轉(zhuǎn)切換裝置。
此外，對(duì)在電網(wǎng)電源下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)切換時(shí)，如果在電動(dòng)機(jī)尚未停止時(shí)就進(jìn)行相序的切換，電動(dòng)機(jī)內(nèi)將會(huì)由于相序的改變而流過(guò)大于起動(dòng)電流的電流，有燒毀電動(dòng)機(jī)的危險(xiǎn)，所以通常必須等電動(dòng)機(jī)完全停下來(lái)之后才能夠進(jìn)行換相操作。而在采用變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)中，由于可以通過(guò)改變變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)按照斜坡函數(shù)的規(guī)律進(jìn)行加速，從而達(dá)到限制加速電流的目的。因此，在利用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)更容易和其它設(shè)備一起構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)。
對(duì)于利用普通的電網(wǎng)電源運(yùn)行的交流拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流較大并存在著與起動(dòng)時(shí)間成正比的功率損耗，所以不能使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。而對(duì)于采用了變頻器的交流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)機(jī)的起停都是在低速區(qū)進(jìn)行而且加減速過(guò)程都比較平緩，電動(dòng)機(jī)的功耗和發(fā)熱較小，可以進(jìn)行較高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)。
變頻調(diào)速系統(tǒng)的上述特點(diǎn)可以用于采用交流拖動(dòng)系統(tǒng)的傳送帶和移動(dòng)工作臺(tái)等以達(dá)到節(jié)能的目的。這是因?yàn)?，在利用異步電?dòng)機(jī)進(jìn)行恒速驅(qū)動(dòng)的傳送帶以及移動(dòng)工作臺(tái)中，電動(dòng)機(jī)通常一直處于工作狀態(tài)，而采用變頻器 進(jìn)行調(diào)速控制后，由于可以使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高頻度的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使傳送帶或移動(dòng)工作臺(tái)只是在有貨物或工件時(shí)停止運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
由于在變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制是通過(guò)改變變頻器的輸出頻率進(jìn)行的，當(dāng)把變頻器的輸出頻率降至電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的頻率以下時(shí)，負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電能，并被回饋給供電電網(wǎng)，并形成電氣制動(dòng)。此外，一些變頻器還具有直流制動(dòng)功能，即在需要進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，并利用該電壓產(chǎn)生的電流進(jìn)行制動(dòng)。
同機(jī)械制動(dòng)相比，電氣制動(dòng)有許多優(yōu)點(diǎn)，例如體積小，維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性好等。但是也應(yīng)該注意到，由于在靜止?fàn)顟B(tài)下電氣制動(dòng)并不能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生保持轉(zhuǎn)矩，所以在某些場(chǎng)合還必須采取相應(yīng)的措施，例如和機(jī)械制動(dòng)器同時(shí)使用等。
高速驅(qū)動(dòng)是變頻器調(diào)速控制的最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。這是因?yàn)閷?duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于受電刷和換向環(huán)等因素的制約，無(wú)法進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于不存在上述制約因素，理論上講異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到相當(dāng)高的速度。
由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：
式中n——電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；
f——電源頻率，hz；
p——電動(dòng)機(jī)磁極個(gè)數(shù)；
s——轉(zhuǎn)差。
當(dāng)用工頻電源（50hz）對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，二極電動(dòng)機(jī)的最高速度只能達(dá)到3000r/min。為了得到更高的轉(zhuǎn)速，則必須使用專(zhuān)用的高頻電源或使用機(jī)械增速裝置進(jìn)行增速。
與此相比，目前高頻變頻器的輸出頻率已經(jīng)可以達(dá)到3000khz，所以當(dāng)利用這種高速變頻器對(duì)二極異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以得到高達(dá)180000r/min的高速。而且隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展，高頻電源的輸出頻率也在不斷提高，因此進(jìn)行更高速度的驅(qū)動(dòng)也將成為可能。
此外，與采用機(jī)械增速裝置的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，由于采用高頻變頻器的高速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中并不存在異步電動(dòng)機(jī)以外的機(jī)械裝置，其可靠性更好，而且保養(yǎng)和維修也更加簡(jiǎn)單。
在變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)中，變頻器和電動(dòng)機(jī)是可以分離設(shè)置的。因此，通過(guò)和各種不同的異步電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)組合，可以得到使用于各種工作環(huán)境的交流調(diào)速系統(tǒng)，而對(duì)變頻器本身并沒(méi)有特殊要求。
例如，對(duì)有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境，只需將電動(dòng)機(jī)換為專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，而使用普通的變頻器并將其安裝在有防爆和防腐蝕要求的環(huán)境之外的普通環(huán)境即可。
由于變頻器本身對(duì)外部來(lái)說(shuō)可以看作是一個(gè)可以進(jìn)行調(diào)頻調(diào)壓的交流電源，可以用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到節(jié)約設(shè)備投資的目的。而對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則很難做到這一點(diǎn)。
當(dāng)用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)對(duì)象為同步電動(dòng)機(jī)，所有的電動(dòng)機(jī)將會(huì)以同樣的速度（同步轉(zhuǎn)速）運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)對(duì)象為容量和負(fù)載都不相同的異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，則由于轉(zhuǎn)差的原因，各電動(dòng)機(jī)之間會(huì)存在一定的速度差。
因?yàn)樽冾l器時(shí)通過(guò)交流—直流的電源變換后對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，所以電源的功率因數(shù)不受電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的影響，幾乎為定值。
此外，當(dāng)用電網(wǎng)電源對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的5—6倍，而在采用變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)記性驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于可以將變頻器的輸出頻率降至很低時(shí)起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很小，因而變頻器輸入端電源的容量也可以比較小。一般來(lái)說(shuō)，變頻器輸入端電源的容量只需為電動(dòng)機(jī) 輸出容量的1.5倍左右即可。這也說(shuō)明變頻器也可以同時(shí)起到減壓起動(dòng)器的作用。
隨著控制理論、交流調(diào)速理論和電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器技術(shù)也得到了充分的重視和發(fā)展，目前，有高性能變頻器和專(zhuān)用的異步電動(dòng)機(jī)組成的控制系統(tǒng)在性能上已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)了直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。此外，由于異步電動(dòng)機(jī)還具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單等許多直流伺服電動(dòng)機(jī)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，所以在許多需要進(jìn)行高速高精度控制的應(yīng)用中這種高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)正在逐步替代直流伺服系統(tǒng)。而且由于高性能的變頻器的外部接口功能也非常豐富，可以將其作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)部件使用，構(gòu)成所需的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
由于變頻器具有上述優(yōu)點(diǎn)，因而在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。