所谓的变极调速就是通过改变定子绕组的组合（连接）方式改变电动机的磁极对数，从而改变电动机的转速。从表5-1中可以看出，变极调速最大的缺点是调速级差大，不能实现平滑调速。但有些情况下，负载只需要2～3个固定转速，而且这2～3个固定转速与电动机变极转速接近，或者经过减速机后与电动机变极转速相对应。那么就可以利用电动机变极调速的方法来实现转速配合，同样达到电动机拖动系统节能的目的，而且节能效果更好。

三相异步电动机转速方程

可知改变定子绕组的极对数p，就改变了同步旋转磁场的转速n₀。当电源频率为50Hz时，磁极对数p=1、2、3、……，即可得到n₀=3000、1500、1000r/min等不同的同步转速。由于p只能是正整数，所以变极调速是有级调速，而且级差比较大。

由电动机工作原理可知，电源频率变化一周，相当空间磁场旋转一对N-S极，对于一对极的笼型电动机，三相绕组在空间360°形成一对N-S磁极，所以频率变化一周（电角度360°），磁场移动空间角度也正好是360°（机械角度360°）；如果三相绕组在空间360°形成二对N-S磁极，则电源变化一周，旋转磁场空间移动一对N-S极，只占空间180°机械角度，相当转速慢一半，因此旋转磁场的同步转速n₀与极对数p成反比。在异步电动机变极调速时，当定转子极数相等时，才能产生平均电磁转矩。对于绕线式异步电动机，在改变定子绕组接法来改变极数时，必须同时改变转子绕组的接法，以保持定转子极数相等，这使变极接线及控制显得非常复杂。而笼型异步电动机当定子极数变化时，其转子极数能自动跟随定子极数。所以，变极调速只用于笼型三相异步电动机。变极调速关键是改变绕组的连接方式，下面介绍变极绕组的工作原理。

假定图5-12所示电动机的定子每相绕组都由两个完全对称的‘半相绕组’所组成。以A相为例，它由‘半相绕组’a₁x₁和‘半相绕组’a₂x₂所组成。当这两个‘半相绕组’头尾相串联时（称为顺串），如图5-12a中的所示，其形成的是一个2p=4极的磁场，如图5-12b所示。如果将这两个‘半相绕组’头尾相并联（称为反并），如图5-12c所示，所形成的则是一个2p=2极的磁场，如图5-12d所示。从图5-12b和5-12d可知，只要将两个‘半相绕组’中的任何一个‘半相绕组’的电流反向，就可以将极对数增加一倍（两个‘半相绕组’顺串时）或减少一半（两个‘半相绕组’反并时）。这就是单绕组倍极的变极原理，如2/4极，4/8极等。除了上述最简单且最常用的倍极变极方法之外，也可以用改变绕组接法达到非倍极的变极目的，如4/6极等。常用的倍极变极方案有两种，一种是Y→双Y变极。另一种是△→双Y变极。这两种变极方案中电动机的三相绕组引出端子少，接线简单，控制方便。(www.daowen.com)

图5-12 变极绕组接线原理图

需注意：在图5-12中，在改变‘半相绕组’的接法的过程中，旋转磁场在改变磁极对数后，旋转方向也随之改变，为保持转向不变，必须在变极的同时改变电源相序的接法。

相对于变频调速，电动机变极调速的优点：可靠性较高，没有较复杂的调速设备，维护方便；投资少；对电网不会产生谐波污染；调速设备本身无附加损耗。变频器本身有约5%～10%的损耗。相对于变频调速，电动机变极调速的最大缺点是有级调速。同机座的变极电动机的成本比普通电动机略高一些，旧电动机改造时要满足定、转子的槽数配合。