降低成本和能源消耗的压力一直存在。对于液体管道泵送等应用，操作经理通常使用交流(AC)感应双极(在60赫兹[Hz]下每分钟[rpm] 3,600转)电机。选择适合变频驱动(VFD)任务的硬轴电机，可以在较宽的功率范围内节省能源成本，并帮助运营团队实现节能目标。为了理解这一点，终端用户应该考虑一个常见的应用程序、轴选项的差异，以及这些差异如何与应用程序结合起来以节省成本。
常见的应用程序
管道所有者希望能够操作一台3000马力(hp)的泵，转速在1400到3600转之间。当使用其他电机时，操作人员传统上只能通过应用阀门和/或其他流量阻尼装置来降低流量。这些阀门和阻尼器会浪费能源。这可以比作在汽车上按住油门，用刹车来控制速度。
电机可以在vfd上以不同的速度运行，以产生可变流量而不浪费制动能量。VFD可以在较低的功率输出下运行，并减少用于驱动整个系统的能量，而不必使用消耗能源的阀门或阻尼器来减少流量。
轴的选择
两个主电机轴的设计选择是刚性和灵活的。所有的电机传动轴都会有一个共振频率，在使用过程中，轴会开始弯曲，威胁到电机的完整性。根据传统的定义，共振频率发生在材料或结构的激发与其固有频率一致以产生放大时——有时不受控制。理论上可能有多个临界速度，但在实践中，用户通常只关心第一个临界速度。
柔性轴电机具有至少一个与弯曲模式相关的临界速度的特性，该弯曲模式低于电机的设计基本运行速度。刚性轴电机的设计具有与弯曲模式相关的第一临界速度，该模式将高于电机的设计工作速度。
为低功率应用设计电机更简单。大多数低于800马力的电机将有一个转子与硬轴设计为标准。对于具有高功率要求(8000马力以上)的大型电机，电机转子通常只能作为柔性轴使用，而不能移动到所谓的高速电机。因此，对于典型的双极电机，刚性轴或柔性轴设计成为800到8000马力之间的电机在VFD上运行的关键电机特性。
当每个选项都变得最优时
在选择柔性轴和刚性轴电机设计时，运营经理需要考虑用例。刚性或柔性轴电机可用于恒速，恒流量应用。对于柔性轴电机的情况，非vfd启动加速相当快地超过轴将有高振动的区域，这样电机和驱动设备将不会受到威胁。
柔性轴也可以与VFD电机一起使用，但是，VFD控制器需要编程以阻止临界速度附近的速度范围，以防止由于高振动而损坏电机和驱动设备。
图4说明了通过rpm范围的柔性轴的轴位移的振幅。临界第一速度出现在2520 rpm时，可以看到排量从小于0.5 mils (mil = 0.001英寸)p-p增加到x维(黑线)超过2 mils p-p, y维(蓝线)超过3 mils p-p。红线表示电机60hz的运行速度。红色虚线表示美国石油学会(API)规范541要求的临界第一速度和运行速度之间15%的分离幅度。这种特殊的轴剖面将更典型地发现在电机设计为连续速度应用。
刚性轴工作于变频器应用。使用第一临界速度超过操作范围的轴，允许VFD电机提供所需的速度和操作能力，全范围达到操作速度，而不需要屏蔽速度范围。操作人员和系统设计人员应该仔细了解他们的VFD操作要求，并在需要宽速度范围能力时指定刚性轴电机。
转子动力学可以相当复杂，将受到许多其他变量的影响，除了工作人员的刚度和rpm。电机外壳-受天气保护的II型(WPII)，全封闭水到风冷(TEWAC)，全封闭空气到风冷(TEAAC)，全封闭风扇冷却(TEFC) -电机电压额定值也将结合起来决定电机标准设计是刚性还是柔性。在考虑VFD泵应用的新电机时，建议与电机制造商联系，以确保电机设计是刚性轴而不是柔性轴设计。
双极电机的设计已经取得了进展，额定功率高达8000马力，采用刚性轴转子设计，扩大了功率范围和应用数量，可以从潜在的节能中受益。