变频器的选用应根据被控对象的类型、工艺与生产提出的调速范围、稳态精度、响应速度、启动转矩等自动控制要求来确定；在满足工艺与生产前提下，综合考虑变频器性价比，选择不同类型变频器，并依据负载功率、机械特性要求选择变频器的容量、外围设备及控制方式。

电力拖动系统的稳态工作情况取决于电动机与负载的机械特性，不同负载的机械特性及其性能要求各不相同，故选择变频器时首先应了解负载的机械特性。实践中常将生产机械分为恒转矩负载、恒功率负载与风机、水泵平方转矩负载三类。

1. 恒转矩负载

恒转矩负载的转矩 T_L 与转速 n 无关，任何转速下基本保持恒定，如带式输送机、桥式起重机、搅拌机、挤压机、工厂运输电车等摩擦类负载，以及吊车、提升机等位能负载。其特殊之处在于正、反转时具有相同方向的转矩。

①转矩特点：不同转速下负载转矩基本恒定，T_L=常数，与转速 n 无关，机械特性如图5-1(b) 所示。

②功率特点：负载功率 P_L（kW）与转矩 T_L（N·m）、转速 n 的关系为 P_L=T_Ln/9550，即负载功率与转速成正比，功率特性如图5-1(c) 所示。

图5-1 恒转矩负载机械与功率特性

以带式输送机为例，传送带运动方向与负载阻力方向相反，负载阻转矩 T_L=Fr，式中 F 为皮带与滚筒间摩擦阻力、r 为滚筒半径。因 F、r 均与转速无关，调节转速过程中负载转矩保持不变，具恒转矩特性。需强调，此处转矩是否变化是相对转速变化而言，不能与负载轻重变化引起的转矩变化混淆：当传送带上物料较多时无论转速高低转矩均较大，物料较少时无论转速高低转矩均较小。在负载转矩不变时，负载功率与转速成正比。

变频器拖动恒转矩负载时，低速下的转矩须足够大且有足够过载能力。需在低速稳定运行时，应考虑标准异步电动机的散热能力，避免温升过高。选用普通功能型变频器时，常通过增大电动机与变频器容量提高低速转矩；选用具转矩控制功能的高性能变频器则可实现更高要求，因其低速转矩大、静态机械特性硬度大、不怕负载冲击，具有“挖土机”特性。

2. 恒功率负载

当负载功率恒定（与转速无关），或负载功率为定值、负载转矩 T_L 与转速 n 成反比时，称恒功率负载。机床主轴、轧机、鼓风机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机与开卷机等的转矩大体与转速成反比。负载恒功率性质是就一定速度变化范围而言的：速度很低时受机械强度限制，转矩不能无限增大，低速下转为恒转矩性质。负载恒功率区与恒转矩区对传动方案选择影响很大：电动机恒磁通调速时最大允许输出转矩不变，属恒转矩调速；弱磁调速时最大允许输出转矩与速度成反比，属恒功率调速。当电动机恒转矩、恒功率调速范围与负载相应范围一致（即“匹配”）时，电动机与变频器容量均最小。

①功率特点：不同转速下负载功率基本恒定，P_L=常数，与转速无关，功率特性如图5-2(c) 所示。②转矩特点：T_L 与转速 n 成反比，如图5-2(b) 所示。

图5-2 恒功率负载转矩与功率特性

以造纸机卷纸过程为例，随纸卷卷径不断增大，卷曲转速应不断减小，以保持卷纸线速度恒定、从而保证张力恒定。负载转矩 T_L=Fr，式中 F 为卷纸张力（N），r 为纸卷半径（m，随卷曲增大）；不同转速下负载功率基本恒定 P_L=Fv，式中 v 为被卷薄膜线速度（m/min）。

3. 平方转矩负载（离心式风机、泵类）

对风机、水泵、油泵等负载，随叶轮转动，空气或液体在一定速度范围内产生的阻力大致与速度平方成正比，所需功率与速度立方成正比。当所需风量、流量减小时，利用变频器调速调节风量流量可明显节约电能。由于高速时所需功率随转速增长过快（与速度立方成正比），通常不允许风机、泵类负载超工频运行。

①转矩特点：T_L 与转速的平方成正比，T_L=K_Tn²，K_T 为负载转矩常数，机械特性如图5-3(b) 所示。②功率特点：P_L 与转速立方成正比，P_L=K_Pn³，K_P 为负载功率常数，功率特性如图5-3(c) 所示。

图5-3 平方转矩负载的机械与功率特性