Regulacja prędkości silnika indukcyjnego za pomocą falownika polega na zmianie częstotliwości zasilania, bo to ona decyduje o prędkości synchronicznej pola wirującego. Sama zmiana częstotliwości nie wystarcza jednak do zachowania porównywalnych (w sensie momentu) charakterystyk mechanicznych.
W silniku indukcyjnym moment elektromagnetyczny silnie zależy od strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej. W uproszczeniu, aby utrzymać strumień na zbliżonym poziomie przy zmianie częstotliwości, trzeba zmieniać także napięcie tak, by zachować stałą relację między nimi. Dlatego w klasycznym sterowaniu skalarnym stosuje się warunek U/f = const (często nazywany V/f).
Dlaczego pozostałe propozycje nie zapewniają typowego "podobieństwa" charakterystyk?
- U·f = const: przy wzroście częstotliwości napięcie musiałoby maleć (bo iloczyn ma być stały), co obniży strumień i spowoduje wyraźny spadek momentu. Taka zasada nie jest standardem do uzyskania rodziny charakterystyk zbliżonych kształtem.
- U = const: przy zwiększaniu częstotliwości bez zwiększania napięcia maleje stosunek U/f, a więc i strumień. Efektem jest spadek dostępnego momentu i "zubożenie" charakterystyk przy wyższych prędkościach.
- f = const: stała częstotliwość oznacza brak regulacji prędkości w typowym ujęciu (prędkość synchroniczna się nie zmienia), więc nie uzyska się rodziny charakterystyk dla różnych prędkości.
W praktyce falowniki realizują U/f z dodatkowymi modyfikacjami (np. podbiciem napięcia przy niskich częstotliwościach dla kompensacji spadków na rezystancjach), ale ideą bazową jest utrzymanie możliwie stałego strumienia, co odpowiada warunkowi U/f = const.
