由變頻器組成的交流調速系統(tǒng)的常見問題是，系統(tǒng)在低頻區(qū)運行時性能不理想，主要表現(xiàn)為低頻啟動時起動力矩較小，系統(tǒng)不能啟動，因為變頻器的非線性會產生高次諧波，從而引起電機轉子間隙的脈動和電機的熱量，使電機運行噪聲較大。在次低頻穩(wěn)定運轉時，由于柵極電壓的變動、系統(tǒng)負載的變化、變頻器輸出電壓波形的變化，會產生電動機抖動。
一、 變頻器低頻機械特性
1、低頻啟動特性
雖然可以通過改變定子頻率F1來平滑地調節(jié)鼠籠式電機的同步速度，但是伴隨著F1的變化，電動機的機械特性也變化，特別是在次低頻區(qū)域中變化。 根據異步電機的最大扭矩公式
Temax=3/2+np(u1/w1)2+/r1/w1+/(r2/w1)2+(l1+l2)2+,其中np為電機的極點;
r1-定子每相電阻；
r2-反彈到定子側轉子每相電阻；
l1-定子每相漏；
ll2-反彈到定子側轉子每相漏；
u1-定子每相電壓；
w1-功率角頻率
結果表明，在低頻下，隨著w1和r1的減小，Temax逐漸減小，隨著w1的減小，Temax逐漸減小，起動扭矩逐漸減小，甚至不能驅動負載。
2、低頻穩(wěn)態(tài)特性
電動機穩(wěn)態(tài)運行時的轉距公式如下:
tl3np(u1/w1)2sw1r2/(sr1r2)2s2w2(ll1l2)
當額定角頻率W1時，可以忽略R1。在低頻時，R1不容忽視。因此，由于R1上電壓降的比例在低頻時增加，M不能保持恒定，特別是當電網電壓和負荷發(fā)生變化時，系統(tǒng)會發(fā)生振蕩和爬行。
二、變頻器調速系統(tǒng)低頻特性
1、諧波分析
除基波電流外，電機定子中還存在諧波電流，這都是由于變頻器的非線性特性所導致，。由于高次諧波的存在，電機的損耗和電感增加，cosφ減小，從而影響輸出轉矩，產生6倍基頻的脈動轉矩。
用電流波形中的5次、7次間諧波分析，三相電機的定子電流中的5次間諧波頻率為F5=5F1 (F1為基波電流頻率)，在電動機的空氣隙產生空間上反相的磁通勢和磁場，該磁場的轉速n51為基波電流產生的磁場的轉速n11的5倍， 按照與基波磁場反向旋轉的方式，5次間諧波電勢在轉子內感應出基波頻率的6倍的轉子電流，通過該電流和空氣隙基波電勢的合成作用，產生基波頻率的6倍的脈動轉矩。
7次間諧波產生的磁場與基本波同相，但其產生的旋轉磁場的轉速是基本波旋轉磁場的轉速的7倍，因此轉子電流間諧波與空氣隙主磁場的相對轉速也是基本波頻率的6倍，也產生基本波頻率的6倍的脈動過渡。
上述兩個脈動轉矩是基頻的6倍，使電機的電磁轉矩一起脈動。雖然平均值為零，但脈動轉矩使電機轉速不均勻，這在低頻運行中影響最大。
2、準方波方式下脈動轉距的產生
假設ψ1和ψ2分別是定子磁鏈和轉子磁鏈的空間矢量。在穩(wěn)態(tài)準方波(QSW)工作模式下(電橋中的晶閘管由1800°電角度脈沖觸發(fā))，ψ1在輸出周期內沿正六邊形外圍移動。ψ2沿與六邊形同心的圓運動，ψ1和ψ2在準方波工作模式下連續(xù)運動，但它們之間存在顯著差異。當矢量素材ψ2以穩(wěn)定的電機定子工作電壓角速度W1轉動時，矢量素材ψ1以穩(wěn)定的角速度緊緊圍繞正六邊形挪動。，以矢量ψ1的恒定的線速度改變角速度，產生ψ1和ψ2。當電機空載時，當W1t=0，π/6，π/3時，穩(wěn)態(tài)時ψ1和ψ2之間的夾角和轉矩T為零，當W1T≠0，π/6，π/3，δ不為零時，會引起低頻轉矩脈動，并伴隨上述ψ1的幅值變化，其頻率為定子電壓的基波
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