W regulacji prędkości silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości kluczowe jest to, że prędkość synchroniczna zależy od częstotliwości zasilania. Zmieniając f, sterujemy więc prędkością, ale jednocześnie musimy zadbać o to, aby silnik nie utracił zdolności wytwarzania momentu.
W uproszczeniu strumień magnetyczny w silniku jest powiązany z relacją napięcia do częstotliwości. Jeśli przy obniżaniu częstotliwości pozostawimy napięcie bez zmian, strumień może wzrosnąć (ryzyko nasycenia i większych prądów). Jeśli natomiast przy podwyższaniu częstotliwości nie zwiększymy odpowiednio napięcia, strumień spadnie, a wraz z nim spadnie możliwy moment elektromagnetyczny. Dlatego w klasycznym sterowaniu skalarnym stosuje się zasadę utrzymywania stałego stosunku U/f.
Odpowiedź "U/f = const" oznacza, że napięcie wyjściowe przekształtnika jest kształtowane proporcjonalnie do częstotliwości. Dzięki temu, w typowym zakresie pracy (zwykle do częstotliwości znamionowej), silnik zachowuje zbliżone własności momentowe, co przekłada się na "podobne" charakterystyki mechaniczne przy różnych prędkościach.
- "U⋅f = const" jest niewłaściwe, bo utrzymywanie stałego iloczynu nie odpowiada warunkowi stabilizacji strumienia; przy zmianie f napięcie musiałoby zmieniać się odwrotnie proporcjonalnie, co prowadzi do niepożądanego zachowania momentu i prądów.
- "f = const i U = var" nie opisuje regulacji prędkości falownikiem, ponieważ przy stałej częstotliwości prędkość synchroniczna zasadniczo się nie zmienia; zmiana samego napięcia nie daje typowego zestawu charakterystyk jak przy regulacji częstotliwości.
- "U = const i f = var" przy zmianie częstotliwości bez dopasowania napięcia powoduje zmianę stosunku U/f, czyli zmianę strumienia: przy małych f grozi nasyceniem, a przy dużych f osłabieniem pola i spadkiem momentu, co nie odpowiada oczekiwanym charakterystykom.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w napędach pojawia się hasło "falownik + regulacja prędkości + zachowanie momentu/charakterystyk", najczęściej chodzi o zasadę U/f = const (sterowanie skalarne). Dopiero osobne zagadnienia dotyczą strefy osłabiania pola i pracy powyżej częstotliwości znamionowej.
