网无冲击，节电效果明显； 变频器体积小，便于安装、调试、维修，易于实现过程自动化。与直流调速系统相比，交流变频调速系统具有明显的优势。
在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子的存在，因而要时常对直流电机进行检修，而且直流电机还不能安装在有易爆气体和尘埃多的场合。这限制了直流电机向大容量、高转速的方向发展。但是交流电机就不存在这些问题，主要表现在以下几个方面：
第一，由于直流电机是以电刷为机械换向的，因而它的换向受到了限制，它的电枢电压做的不是很高，一般最高的只能做到一千多伏，但是交流电机的电枢电压可做到6-10kV。第二，直流电机常制成双电枢的形式，它的单机容量也比较小一般在12-14MW左右，而交流电机的单机容量可以做成大于直流电机数倍。第三，在同等容量的情况下，直流电机的体积、价格及重量等要比交流电机的大；第四，由于直流电机受换向器的机械强度的约束，其额定转速会随着电机的额定功率的减小而降低，一般为每分钟数百转到一千多转左右，而交流电机的转速可达到每分钟数千转。在节约能源方面，交流调速系统比直流调速系统有着很大的优势。一方面，交流变频器的拖动负荷在总用电量中占的比重有一半或一半以上，这些负荷若能实现节能，则可以获得十分可观的节能效益；另一方面，交流变频器拖动本身就存在可以挖掘的节电潜能。由于交流电机在带有负荷情况下的运行不是总在最大的负荷情况下运行的，所以在交流调速系统中，一般在选用交流电机时往往会留有一定的余量。如果利用变频调速技术，在轻载时，通过对电机的转速进行控制，就能达到节电的目的。在工业上大量使用的风机、水泵、压缩机等设备，它们的用电量约占工业用电量的50%左右；如果采用变频调速技术来调速的话，则既可以提高电机的效率，又可以减少不必要的电能消耗。
3.3 交直交变频调速的应用
由于交流变频调速技术具有很大的优越性，使得它在发达的工业国家得到了广泛的应用。像美国，有60%-65%的发电量是用于电机驱动的，在有效的利用变频调速技术的情况下，仅在工业传动方面的用电就节约了近15%-20%的电量，具有很大的经济效益。这即达到调速的要求又达到节能的目的，符合当今的发展理念。
采用变频调速，一般主要基于下面几个因素的考虑： 1、可实现软启动与制动的功能，以减小启动电流的冲击； 2、交流电机总是在低的转差率下运行，以减小电机转子的损耗； 3、变频调速系统的自身损耗比较小，其工作效率高。
另外，在采用变频调速时，还需从工艺的要求、节约效益和投资回收等各方面考虑。如果仅从工艺的要求与节约效益的方面考虑，则按以下几个方面来选用变频调速比较好：
1、根据工艺的要求，生产线或单台设备需要按程序或按要求调整电机速度的。如：包装机传送系统，根据不同品种的产品，需要改变系统传送速度，使用变频调速可使调速控制系统结构简单，控制准确，并易于实现程序控制。
2、用变频调速代替机械变速的。如：机床，不仅可以省去复杂的齿轮变速箱，还能提高精度、满足程序控制要求。
3、用变频调速代替用闸门或挡板调整流量适于风机、水泵、压缩机等的。例如：锅炉上水泵、鼓风机、引风机在实行变频调速控制，不仅省去了伺服放大器、电动操作器、电动执行器和给水阀门（或挡风板），而且使得整个锅炉锅炉控制系统得到了快速的动态响应、高的控制精度和稳定性。
3 交直交变频调速系统的实验仿真研究
4.1 变频调速系统的设计与谐波对系统的影响
4.1.1 系统研究的设计方案
本课题设计的是交直交变频调速系统的仿真研究，由电机转速和电源频率的线性关系，通过自己搭建的一个交直交变频调速的方案来研究交直交变频调速的基本原理、工作特性和各部分的基本作用以及变频调速系统输出端产生的谐波对交流调速系统运行的影响。
对交直交变频调速系统的仿真研究需要从下几个模块进行研究，包括降压模块、整流模块、逆变模块、负载模块及测量模块。变频调速系统的主回路主要有三大部分构成：将工频电源转换为直流电源的“整流器”部分；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”部分；将直流电变换为交流电的“逆变器”部分。并根据设计方案利用Matlab/Simulink仿真工具，搭建仿真模型并对其输出的仿真波形进行研究，并对谐波的部分进行分析，以及分析输出的谐波对交流电机负载运行的影响。
对交直交变频器的基本原理和基本组成部分进行研究。然后选定合适的电压源，进行降压，然后通过对整流器的分析选定合适的整流方案并对此进行分析研究。再通过对逆变器的分析和研究，选定合适的逆变器并设计搭建合适的逆变器的仿真模型方案。这些研究要根据负载模块的相关的要求来确定，如：负载的电压、频率等的要求。
然后，对交直交变频调速系统的基本特性进行研究，并与其他的调速方法进行比较，说明交直交变频调速的优越性，确定它的基本参数。并在前面的理论基础上利用仿真工具Matlab/Simulink中搭建仿真模型的方法。为后面成功的搭建交直交变频调速系统的模型和仿真进行准备。最后在成功的搭建交直交变频调速系统的仿真模型后，并对其参数进行设置，并进行仿真，然后对整流后的波形以及逆变后的波形进行分析。
4.1.2 输出谐波对系统的影响
由前面图2-1知，变频调速系统中的变频器的整流部分通常是选择三相六脉冲的桥式整流电路。因此，系统交流供电侧的电流中所包含的谐波成分主要是
6k?1 ( k为正整数) 次的谐波， 当这些谐波电流在注入系统或电网后，这将对
电网系统的电能质量与系统的运行产生不利的影响。变频器的逆变部分，则是通过控制装置产生三相的六组脉宽可调的PWM波去控制六个功率元件的导通与关断，从而形成频率与电压都可调的三相交流输出电压。但输出的电压不是标准的正弦波，主要是因为输出的电压是由PWM波和三角载波产生的，当中含有的高次谐波也会对电机和系统的性能产生不利的影响。可以说，变频器谐波对容量相对较大的电力系统影响不很明显，但对容量小的电力系统，变频器谐波产生的干扰就不可忽视，它对公用电网是一种污染。
谐波的污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在以下几个方面： (1)谐波对电机的影响
变频器输出的谐波对电动机的影响有：电机附加发热使电机额外升温；产生机械震动、附加功率损耗、脉动转矩和噪音及过电流。此外，由整流器供电的电动机也会引起明显的电压畸变。
(2) 无功补偿电容组引起的谐波电流对电容器的影响。
我们需要在负载处装有并联电容器以补偿负载的无功功率，提高负载的功率因数。为了滤除谐波的存在，往往会装设由电抗器和电容器构成的滤波器。在工频频率下，这些电容器的容抗比系统的感抗大得多，不会产生谐振。但对谐波频率而言，系统感抗大大增加而容抗大大减少，就可能产生并联谐振或串联谐振。这种谐振会使谐波电流放大几倍甚至数十倍，对电容器设备都是一个很大的威胁，往往会烧毁电容器设备。
(3) 谐波对电网系统的影响。
谐波电流的存在会在电网线路上产生有功功率的损耗，是电网线路损耗的一部分。一般来说，电网系统中的谐波电流在系统里所占的比例不大，基波电流所占的比例小，但因为谐波频率比较高，导线的集肤效应使得谐波电阻比基波电阻大，从而会增加附加线路的损耗。
另外，谐波源会在一些谐波频率上吸收有功功率，但也会在另一些频率上向外发送有功功率；吸收的谐波有功功率往往对产生谐波装置的本身也是无益的，
发出的谐波有功功率也会给接在电网上的其他用电设备带来危害，并会增加其功率损耗。
(4)对变压器的影响
变频器的谐波将会使变压器的铜损、铁损增加，使其温度上升，影响其绝缘能力，并造成容量裕度的减小；同时变频器谐波也可能引起变压器绕组及系统电容之间的共振、短路、过电流及产生噪声，产生附加损耗，降低变压器的带负荷能力，也会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容器。
(5)谐波对电子设备的影响
谐波引起的电压畸变会影响电子设备的工作精度，使精密机械加工的产品质量降低；设备寿命缩短，家用电器工况变坏等。
(6)对电力设备的影响
电力系统中的谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率，破坏绝缘，也会使继电保护和自动装置出现误动作或拒绝动作，并使仪表和电能计量出现较大的误差，这种误差与频率特性和非线性度造成的误差有关。像变压器在合闸时出现的涌流的谐波分量，由于其幅值比较大、谐波含量也比较高，则会很容易引起继电保护的误动作。
另外，谐波电流的畸变会影响断路器的容量。在电网中，当流过断路器的电流里含有较大的谐波时，在电流过零点处的电流可能比正常时大，从而使断路器的开断能力降低。有的断路器的磁吹线圈在谐波电流严重的情况下还不能正常工作，从而使断路器无法开断以至损坏。
（7）谐波对采用电缆输电系统的影响
对于采用电缆的输电系统，除了引起附加损耗外，当谐波电流流过电缆时，还会导致电缆过热从而加速电缆绝缘的老化，缩短电缆的使用寿命。。造成这种现象的原因是交流电流的趋肤效应。趋肤效应是交流电流流过导体时，向导体的表面集中的一种物理现象，电流的频率越高，电流越向导体表面集中。由于趋肤效应，当频率较高的谐波电流流过导体时，导体的有效截面积小于导体的实际截面积。截面积小，意味着有更大的电阻，也就意味着会产生更大的热量。当频率较高的谐波电流流过导体时，导体呈现的电阻比基波电流要大，因此同样幅度的谐波电流比基波电流产生更大的热量。而对于架空线路来说，由于谐波的存在也会引起电晕损耗。
（8）对通信系统的影响
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