在电气设备领域，尤其是工业生产中，异步电动机的应用广泛。然而，常规异步电动机设计基于恒频恒压，这在满足变频调速的严苛需求上存在局限。以安徽皖南电机为例，其产品在变频调速应用中，面临诸多挑战。

首先，变频器对电机的潜在影响不容忽视。以皖南电机价格表中的产品为例，变频器在运行过程中会产生谐波电压和电流，导致电机在非正弦电压、电流下工作。例如，正弦波PWM型变频器虽然低次谐波几乎为零，但高次谐波分量约为载波频率的两倍，这些高次谐波会导致电机定子、转子铜铝耗、铁耗及附加损耗增加，尤其是转子铜铝耗*为明显。此外，集肤效应导致的附加铜耗也不容忽视，这些损耗会导致电机额外发热，效率降低，输出功率减小，温升通常会增加10%至20%。

其次，绝缘强度问题同样严峻。许多中小型变频器采用PWM控制方式，其载波频率在几千至十几千赫兹之间，导致电机定子绕组承受高电压上升率，对电机匝间绝缘造成严峻考验。PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电机运行电压上，对电机对地绝缘构成威胁，在高压反复冲击下会加速老化。

此外，谐波电磁噪声与震动也是一大挑战。变频器供电的异步电动机，会使由电磁、机械、通风等因素引起的震动和噪声变得更加复杂。当电磁力波的频率与电机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，加剧噪声。

面对这些挑战，变频电动机应运而生。以皖南电机为例，变频电动机的电磁设计注重提高电机对非正弦波电源的适应能力。例如，通过减小定子和转子电阻，降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加；适当增加电动机的电感，以抑制电流中的高次谐波。

在结构设计方面，变频电动机也充分考虑了非正弦电源特性对绝缘结构、振动、噪声、冷却方式等方面的影响。例如，绝缘等级一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度；充分考虑电机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象；采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动；对容量超过160KW的电动机应采用轴承绝缘措施。

值得一提的是，变频电机可在0.1HZ至130HZ范围内长期运行，而普通电机在2极的为20至65Hz范围内长期运行；4极的为25至75Hz范围内长期运行；6极的为30至85Hz范围内长期运行；8极的为35至100Hz范围内长期运行。这使得变频电动机在变频调速领域具有更广泛的应用前景。