Мне необходимо обеспечить работу двигателя 3 кВт в широком диапазоне скоростей.
Основной режим 600-1000 об/мин (2-3 минуты). Дополнительный режим 50-80 об/мин (1 минута). И третий тихоходный режим 20-50 об/мин (30 секунд без нагрузки). Общий цикл 4-5 минут, 6 циклов в час.
На какой номинал оборотов выбрать двигатель и какой ПЧ лучше применить для таких режимов?

4 или 6 полюсный. с наездником, если будет греться на малых.

Частотником не вытяните. На 20-30 об/мин может опрокидываться (даже без нагрузки). НА 50-80 - явно будет перегреваться и выдавать, возможно, недостаточную для режима мощность.. Что-то я сомневаюсь, что наездник спасет положение (и это даже при 6 полюсах - а 4-полюсник, скоре всего, вообще не сможет работать на 20 об/мин, так что и независимый обдув мало спасет)...
Ставьте двухскоростник, и управляйте быстрым и малым ходами на соответствующих скоростях мотора.

P.S.
Частотник обеспечивает нормальную мощность где-то в диапазон 3-5 крат, полный диапазон регулирования редко больше 10, при том с большой потерей мощности либо быстрым перегревом на низких оборотах (для асинхронников, имеется в виду. но в последнем случае наездник может принести пользу при малой длительности, факт!). Если хотите получить диапазон регулирования порядка 30-50 (ваши хотелки) - это уже синхронный двигатель, и, скорее всего, с возбуждением от постоянных магнитов (а не катушек на роторе).
Ну или, как уже писал выше - двухскоростник (большая скорость, останов, контакторы перещелкивают на малую скорость, отрабатываем малые обороты, останов, перещелкиваем контакторы, работаем на большие скорости). Ибо даже у самого идеального частотника асинхронник на оборотах около 3-5% от номинальных уже с трудом проворачивает себя (а на оборотоах ниже 8-15% под нагрузкой вполне может допустить опрокидывание мотора по моменту - хотя, конечно, это намного лучше 20-30% оборотов у мотора без частотника).

UPD:
Если вам управлять вентилятором или жидкостным насосом - ситуация и проще, и сложнее одновременно (нагрузка со снижением оборотов падает кубически - это хорошо. Но ПИД-регулятором практически невозможно обеспечить равномерность вращения с малыми оборотами в силу того, что мотор запросто окажется ниже эффективного диапазона регулятора и будет отрабатывать вращение "по ограничениям")

А частотник сможет работать с двухскоростным двигателем? Получим ли мы как бы два двигателя с разными оборотами в одном корпусе?
Или на каждую скорость свой частотник?
Бывают же частотники для управления больше чем одним двигателем

осмелюсь предложить ПЧ КЕВ с ОС (обратная связь от энкодера), аль тот же функционал Дельты...
АД 6 (1000 об/мин)...8 (750 об/мин)
если брать 8 полюсник, то ПЧ на ступень две выше по току АД, чтоб на повышенных оборотах справлялся..


Для этого в ПЧ есть несколько настроек для каждого АД..
Но Вам бы мастера по ПЧ найти, чтоб дров не наломать..

Угу, тем же лифтам про это расскажите.
Даже на нулевой скорости частотником держат. И скорость доезда обычно в районе 3-10% от номинала.

Все зависит от конфигурации оборудования и выбранного частотника.

В общем случае под такие условия даже в режиме компенсации скольжения крутить можно (если запас по моменту двигателя есть)...

Что за чушь!

Мы на станочном приводе настраивали ПЧ iS7 с минимальной падачей 0,01Гц без датчика ОС по скорости, при этом был переменный момент почти до 100%.

Берите двигатель на 1000 об/мин и в принципе любой ПЧ не бюджетной серии. Если нагрузка на высоких оборотах меньше номинальной, то можно рассмотреть вариант с ослаблением поля, то есть давать выше 50Гц.

Двигатель должен быть с "наездником"

Что это за "минимальная падача"?
У ПЧ на выходе была частота 0,01 Гц?

Станок обработки металла. Привод подачи режущего инструмента. Да 0,01Гц

До модернизации стоял ЭПУ с ДПТ, потом местные установили АД и Deltу, но их не устроила именно минимальная подача (Delta не смогла этого обеспечить), заменили на iS7.