異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置僅在定子側(cè)有能量變換級(jí)，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(jī)在低速下轉(zhuǎn)子鐵心溫升過高問題，但在低速下運(yùn)行效率低，是很不經(jīng)濟(jì)的。
如果在轉(zhuǎn)子中串入頻率與轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)頻率相同、相位與轉(zhuǎn)子繞組電動(dòng)勢(shì)相差1800的正弦附加電動(dòng)勢(shì)，取代上述的附加電阻，顯然同樣可實(shí)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(dāng)?shù)幕仞佈b置實(shí)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(yùn)行效率，這就是串級(jí)調(diào)速的基本思路。
此處僅考慮與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)間的相位差為00或1800的兩種情況，故相量運(yùn)算可簡(jiǎn)化為標(biāo)量運(yùn)算。在圖中所示正向下，有
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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(dòng)機(jī)機(jī)械特性的工作區(qū)段上，仍有，此時(shí)式(1)可近似寫成
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因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在正常負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，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(shí)的轉(zhuǎn)差率為s，則有
（3）
即
（4）
式(4)表明，若ead為正，即與間的相位差為1800時(shí)，s’隨ead一同增大，若電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度n隨ead增大而下降；若ead為負(fù)值，即與同相時(shí)，s’隨ead增大而下降，n隨ead增大而上升，并在ead＝se2時(shí)達(dá)到s’＝0，即n＝n0。此時(shí)若令ead繼續(xù)增大，則s’<0，n>n0，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入超同步運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在n>n0下調(diào)節(jié)，是串級(jí)調(diào)速的特征之一。
為說明串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中的功率平衡關(guān)系，可將式(4)改寫為
（5）
或
（6）
式中pad=3eadi2是與ead對(duì)應(yīng)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(dāng)取與同相時(shí)，ead為負(fù)，故pad也為負(fù)，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(yùn)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(shí)電動(dòng)機(jī)實(shí)際是從定、轉(zhuǎn)子兩側(cè)同時(shí)接受輸入功率，這種特殊的運(yùn)行狀態(tài)，稱為雙饋狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)正是在依靠雙饋狀態(tài)下從轉(zhuǎn)子側(cè)輸入的附加功率進(jìn)入超同步運(yùn)行狀態(tài)的。
把轉(zhuǎn)差能量送回電網(wǎng)，就會(huì)顯著提高效率；此外也可以向異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子供給第二電源．借以使電機(jī)處于超同步運(yùn)行狀態(tài)．以進(jìn)一步擴(kuò)大異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)能力。這樣，就可以把串級(jí)調(diào)速分成次同步串級(jí)調(diào)速和雙饋調(diào)速兩大類。
對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的主要要求是：起動(dòng)電流較小而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)，如果電網(wǎng)容量允許，應(yīng)盡量采用直接起動(dòng)，以獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電網(wǎng)的容量較小時(shí)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)，以減小起動(dòng)電流，常用的方法是y-δ換接起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。但減小電流的同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓成平方比的關(guān)系減小。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻，既減小了起動(dòng)電流又增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。深槽式或雙籠型異步電動(dòng)機(jī)利用起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子頻率的變化，引起集膚效應(yīng)來增大起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻，以減小起動(dòng)電流和增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；而在正常運(yùn)行中基本恢復(fù)到直流電阻值。
異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)勢(shì)調(diào)速五種。