異步電動機調(diào)速裝置僅在定子側有能量變換級，采用轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速，通過外接電阻釋放轉(zhuǎn)差能量來降低轉(zhuǎn)速，解決電機在低速下轉(zhuǎn)子鐵心溫升過高問題，但在低速下運行效率低，是很不經(jīng)濟的。
如果在轉(zhuǎn)子中串入頻率與轉(zhuǎn)子繞組電動勢頻率相同、相位與轉(zhuǎn)子繞組電動勢相差1800的正弦附加電動勢，取代上述的附加電阻，顯然同樣可實現(xiàn)改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。由于只吸收而不消耗轉(zhuǎn)差功率，且可經(jīng)適當?shù)幕仞佈b置實現(xiàn)轉(zhuǎn)差功率的再生，因而可以大大提高系統(tǒng)在低速下的運行效率，這就是串級調(diào)速的基本思路。
此處僅考慮與轉(zhuǎn)子電動勢間的相位差為00或1800的兩種情況，故相量運算可簡化為標量運算。在圖中所示正向下，有
?。?）
從吸收有功功率的效果看，ead與附加電阻作用相同，故在電動機機械特性的工作區(qū)段上，仍有，此時式(1)可近似寫成
（2）
因為電動機在正常負載范圍內(nèi)運行時，φm近似為常數(shù)，故tem近似與i2成正比。若tl為常數(shù)，則穩(wěn)態(tài)下的i2亦為常數(shù)。若記ead＝0時的轉(zhuǎn)差率為s，則有
（3）
即
?。?）
式(4)表明，若ead為正，即與間的相位差為1800時，s’隨ead一同增大，若電動機運行速度n隨ead增大而下降；若ead為負值，即與同相時，s’隨ead增大而下降，n隨ead增大而上升，并在ead＝se2時達到s’＝0，即n＝n0。此時若令ead繼續(xù)增大，則s’<0，n>n0，電動機進入超同步運行狀態(tài)。電動機轉(zhuǎn)速可在n>n0下調(diào)節(jié)，是串級調(diào)速的特征之一。
為說明串級調(diào)速系統(tǒng)中的功率平衡關系，可將式(4)改寫為
?。?）
或
（6）
式中pad=3eadi2是與ead對應的附加功率。
式(5．132)表明調(diào)速過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率s’pem除一部分轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子電路的銅耗spem外，其余均被ead吸收。當取與同相時，ead為負，故pad也為負，若n>n0，則s’<0，在此條件下式(．6)可寫成
（7）
上式表明，在超同步運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子電路的銅耗spem和轉(zhuǎn)差功率s’pem均由pad提供。此時電動機實際是從定、轉(zhuǎn)子兩側同時接受輸入功率，這種特殊的運行狀態(tài)，稱為雙饋狀態(tài)。電動機正是在依靠雙饋狀態(tài)下從轉(zhuǎn)子側輸入的附加功率進入超同步運行狀態(tài)的。
把轉(zhuǎn)差能量送回電網(wǎng)，就會顯著提高效率；此外也可以向異步電動機的轉(zhuǎn)子供給第二電源．借以使電機處于超同步運行狀態(tài)．以進一步擴大異步電動機的調(diào)節(jié)能力。這樣，就可以把串級調(diào)速分成次同步串級調(diào)速和雙饋調(diào)速兩大類。
對異步電動機起動的主要要求是：起動電流較小而起動轉(zhuǎn)矩較大。對籠型異步電動機，如果電網(wǎng)容量允許，應盡量采用直接起動，以獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。當電網(wǎng)的容量較小時，應采用降壓起動，以減小起動電流，常用的方法是y-δ換接起動和自耦變壓器降壓起動。但減小電流的同時，起動轉(zhuǎn)矩與電壓成平方比的關系減小。繞線轉(zhuǎn)子電動機起動時，在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻，既減小了起動電流又增大了起動轉(zhuǎn)矩。深槽式或雙籠型異步電動機利用起動過程中轉(zhuǎn)子頻率的變化，引起集膚效應來增大起動時的轉(zhuǎn)子電阻，以減小起動電流和增大起動轉(zhuǎn)矩；而在正常運行中基本恢復到直流電阻值。
異步電動機的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速、變壓調(diào)速、在轉(zhuǎn)子回路串入電阻調(diào)速和附加電動勢調(diào)速五種。