内反馈串级调速电机的调速原理仍属于绕线式异步电动机转子回路串附加电势进行调速的理论范畴，但该附加电势不是通过与电网联接的逆变变压器提供，而是通过安装在定子上的调节绕组从主绕组感应过来的电势所提供的，再通过变流装置将该电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小即可实现调速的目的。同时调节绕组吸收转子的转差功率，并通过与转子旋转磁场相互作用产生正向的拖动转矩，这就使电机从电网吸收的有功功率减少，主绕组的有功电流随转速正比变化，达到调速节能的目的。
与传统串级调速的区别在于内反馈调速的转差功率不是馈入电网，而是反馈回电机内部。转差功率的这种内馈的结果，使调速产生的转差功率仍以电能的形式存在而没有被消耗，从而提高了调速效率；另一方面，通过电机的磁势平衡使定子绕组向电网吸收的功率减小，定子功率绕组中不再含有多余的转差功率，克服了传统串调系统转差功率在定子－转子－电网间的无谓循环传输现象。
为了实现上述功能，内反馈调速电动机本体，除了具有和常规电机相同的定、转子绕组外，还在定子上设有特殊的调节绕组。调节绕组的作用是为转子绕组提供调速所必须的附加电势，并接收转子在调速时产生的转差功率，调节绕组的这一作用，类似于传统串级调速系统中的逆变变压器，但内反馈调速是在电机内部的电磁系统中完成的转差功率转移，而传统串级调速则是在两个不同的电磁系统中实现转差功率的传输。不但在结构上，前者比后者简单，而且使电机调速的功率传输性能更为合理。
与传统串级调速一样，为了克服功率因数比较低的缺点，在转子直流电路增加了直流斩波器，转子整流器通过斩波器与逆变器相连，组成斩波式逆变器。斩波式内反馈串级调速系统的调速是通过改变斩波器的占空比来实现的，因此逆变器的超前角β可取为最小值βmin，且固定不变，故可使无功损耗减小到最低程度，从而提高了系统的功率因数，同时也避免了因调速深度而带来的功率因数进一步降低的现象。图24为斩波式串级调速系统的原理简图。
为了进一步提高内反馈串级调速电机的功率因数，还可以采用内补偿措施。改善功率因数的关键，在于使调节绕组的无功功率呈容性，这一方面可以通过超前换流的电子变流器来实现，也可通过内补偿方法来实现。内补偿是一种简单、可靠的改善功率因数、降低无功损耗的方法，其线路图如图25所示。
在调节绕组接入补偿电容器，为了抑制谐波电流，串入阻尼电抗器L2。这样，调节绕组除了反馈电流I31以外，还产生容性电流I3C，总的电流为：=＋。将补偿的感性无功分量，使呈纯电阻性质，或者偏容性，因此实质性地改善了电机的功率因数。内补偿的最终目的是为了避免调节绕组感性电流引起的原边激磁电流的增大，为此，要求与的感性无功分量完全相等而抵消，这种补偿称为准补偿。准补偿对电机系统的功率因数并未起到补偿作用，但由于它使Q3=0，因此并不增加电机功率绕组的激磁功率及损耗，而且调节绕组的功率因数接近于1，使其损耗最小。
如果调节绕组容量允许的话，最好使Q3<0而呈容性，这对于调节绕组来说是过补偿，过补偿的结果使得功率绕组的激磁电流减小，一方面可使电机的功率因数提高，同时又可以减小电机的发热与损耗。如进一步使：
Q1＋Q2－Q3=0
Q3=Q1＋Q2
的话，则可使电机的功率因数达到1。
需要说明的是，内补偿与电机电源端的外补偿具有很大区别，外补偿只能改善电源的功率因数，而对电机内部的感性无功问题丝毫无补，这是必须引起注意的。内补偿除了对调速状态有所改善之外，在自然运行时，也能收到较好的效果，它使电机的功率因数进一步提高，并使输入电流降低，这对6～10kV的高压电机具有重要的意义。
由于内反馈调速电机取消了逆变变压器，增加了调节绕组，不仅缩小了体积，降低了系统造价和损耗，还可通过调节绕组的分布与短距作用使空间谐波得到有效的抑制，即使不加滤波装置，也能满足电网要求。
4.4无刷双馈变频调速电机
由于高压变频器昂贵的价格和复杂的控制系统阻碍了它的推广应用，于是人们就努力寻找一种能够降低调速系统成本的实施方案。国外有人率先在HUNT电机的基础上提出了无刷双馈变频调速电机的设想，通过对样机的试验得到了令人满意的结果。无刷双馈变频调速电机与转子接串调或双馈调速装置的绕线式电机相似，可以用较小容量的变频器对较大功率的电机进行调速控制，特别适合于大功率的风机和水泵类负载的调速节能应用，具有低投入、高回报的特点，是一种很有希望的中、高压电机节能调速方案。
4.4.1无刷双馈电机原理
无刷双馈电机是一种具有绕线式异步电机特性，但无电刷及滑环的电机。其原型机实际上是一种双电机的级联系统，即两台绕线式电动机的转子共轴，两转子绕组相互联接，第一台电机的定子绕组接电网，输入功率，通过转子传给第二台电机的定子绕组。第二台电机的定子绕组称为控制绕组，相当于普通绕线式电机的转子绕组，接串调或双馈装置，实现调速。电机原理示于图26。
近年来在该原型电机的基础上研制出的改进型无刷双馈电机只有一个定子，一个笼形转子，一套公共磁路，定子中有两套不同极对数的绕组，一组称功率绕组，接三相电网，另一组称控制绕组，接变频装置。这种电机的原理示于图27。在两种绕组极对数确定的情况下，通过改变控制绕组变频器的输出频率即可实现电机的无级调速，调速的范围与极对数和二套电源的输出频率有关，具体的转速表达式为：
式中：p——功率绕组磁极对数；
fp——电源频率；
q——控制绕组磁极对数；
fq——变频器输出频率。
从式中可见，根据电源旋转磁场与变频器输出的磁场方向的异同（相序不同）可实现双向调速，扩大了调速范围，降低了变频器的容量。从式中还可看出，由于电源频率是固定的（50Hz），只要变频器的输出频率一定，电机的转速就可以完全确定，调速精度很高。
4.4.2无刷双馈电机的特点
1）特殊的笼形转子无刷双馈电机的转子为单层多路笼型转子，如图28所示，导条数n=p＋q，其余槽中安排短路绕组。
2）功率分配功率绕组与控制绕组的功率分配符合如下关系：
4）两绕组极数之间应满足如下的关系：
p≠q；p－q>1；q/p应尽量小；p/q的最简分式中分子分母最好是一奇一偶。
