1.电机的旋转速度为什么能够自由地改变？
电机旋转速度单位：r/min每分钟旋转次数，也可表示为rpm.
例如：2极电机50Hz3000[r/min]
4极电机50Hz1500[r/min]
结论：电机的旋转速度同频率成比例
感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。
另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。
工业电子中的变频器在控制电机转速方面扮演着至关重要的角色。电机的旋转速度，以r/min（每分钟旋转次数）或rpm为单位，与电源频率成比例。例如，2极电机在50Hz下运行时，转速为3000[r/min]，而4极电机在同一频率下则为1500[r/min]。这是因为感应式交流电机的旋转速度大致取决于电机的极数和频率，而极数是由电机设计固定的，不能轻易改变。
变频器的引入解决了这一问题。变频器可以在电机外部调节输入频率，从而自由控制电机的旋转速度。通过变频技术，我们可以改变电源频率而不影响电机的极数，以此实现电机速度的精确控制。根据公式n=60f/p（n代表同步速度，f代表电源频率，p代表电机极对数），我们可以通过调整f来改变电机的转速n，但同时也需调整电压以防止电机因过电压而受损。例如，要将电机速度降至一半，频率从50Hz降至25Hz，输出电压也需要相应降至约200V。
变频器驱动电机时，起动转矩和最大转矩会比工频直接启动时小，但起动冲击较小。工频启动会导致大起动电流，而变频器可逐渐增加电压和频率，减小起动电流。然而，随着频率的降低，电机的输出转矩也会相应减小。使用磁通矢量控制的变频器可以改善这一现象，确保电机在低速时仍能提供足够的转矩。
当变频器将频率调至超过50Hz时，电机进入恒功率调速模式，转矩随频率的增加而线性下降。这意味着在高于50Hz频率下运行电机时，必须考虑负载以避免转矩不足。例如，电机在100Hz时的转矩可能只有50Hz时的一半。
对于变频器在50Hz以上的应用，电机的额定电压和电流保持不变，但输出功率保持恒定，因此转速提高时，转矩会相应减小。例如，15kW/380V/30A的电机在60Hz时，虽然转速增加，但输出功率不变，转矩会减少。电机的定子电压公式U=E+I*R表明，当电压、电流不变时，感应电势E也不会改变，而E与频率f和磁通X的关系意味着提高频率会导致磁通减小，进一步影响电机的转矩。
工业电子中的变频器通过调整电源频率和电压，灵活控制电机的转速，同时考虑到电机的性能特性，如转矩变化，以确保在不同工况下的稳定运行。变频器的应用使得电机调速更加精准，节能效果显著，广泛应用于各种工业领域，如自动化生产线、电梯控制、空调系统等。
