當改變供電電源頻率f1時，異步電動機的轉速n1將隨著f1變化而變化，采用改變電源頻率的調速方法，稱為變頻調速。變頻調速可以平滑地調節(jié)異步電動機的轉速，但是需要具有調頻兼調壓功能的變頻裝置。隨著電力電子學與電子技術的發(fā)展已出現了各種性能良好，工作可靠的變頻調速裝置，促進了變頻調速的廣泛應用。
若忽略定子漏阻抗壓降，有：
（1）
由上式可見，單一調頻，在定子端電壓u1不變情況下，用改變頻率的方法調轉速勢必引起氣隙磁通φm變化，使得電動機運行性能變壞。當f1增加時，φm下降，最大電磁轉矩下降，km下降，電機得不到充分利用；當f1下降時，φm上升，磁路過飽和，勵磁電流大大增加，cosφ1下降。為此，在改變頻率f1的同時必須改變端電壓u1，以保持氣隙磁通φm基本不變，并且希望能保持電動機過載能力km不變。
最大電磁轉矩為：
（2）
由于漏電抗的變化正比于頻率的變化，所以：
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又因為tmax=kmtn，所以
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假設變頻后上式各物理量為 ，則變頻前后額定電磁轉矩之比的一般式為：
（5）
從上式可見，在保持km不變條件下的變頻調速，其定子電壓調節(jié)規(guī)律不僅與頻率有關，還與負載性質有關。下面以三種不同負載性質討論電壓隨頻率調節(jié)規(guī)律：
恒轉矩調速
適用于恒轉矩負載，例如驅動起重機、印刷機等場合下的調速，這時負載轉矩不隨轉速變化而變化，故電機變頻調速前后額定電磁轉矩相等，即有，則:
（6）
若令電壓隨頻率作正比變化：
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則主磁通不變，電機飽和程度不變，電機過載能力km也不變。電機在恒轉矩變頻調速前后性能都保持不變。
恒功率調速
適用于對恒功率負載的調速，它們的負載轉矩與轉速成反比，例如軋鋼機、卷紙機等，這時電機變頻調速前后它的電磁功率相等，即：
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則
（9）
由一般電磁轉矩公式可得：
（10）
若要維持主磁通不變，則要令：
（11）
則
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電機過載能力隨頻率作正比變化
2）若要維持過載能力不變，km＝，則：
（13）
加到電動機上的電壓必須隨頻率的開方成正比改變，并且主磁通發(fā)生變化：
負載轉矩隨轉速平方成正比變化的調速
例如風機、螺旋槳和泵類機械的調速，其負載轉矩來源于流體的粘性摩擦阻力，這時代入式(14)，可得電壓調節(jié)規(guī)律為：
（14）
即加到電動機上的電壓必須按頻率的平方的正比關系改變。
變頻調速平滑性好，調速范圍廣，技術性能優(yōu)越．但需專用的變額電流，設備投資大，從而限制了應用。近年來，可控硅技術迅速發(fā)展，促進了變頻電源的發(fā)展，使變頻調速的應用發(fā)展很快。