该类电动机节能原理分析泵类机械在改变转速调节流量时，一般没有调节损失（不得超过允许的高速），且工况点的效率基本不变。其性能变化如下式：其中：H1、H2为在转速为n1、n2时的全压；Q1、Q2为在转速为n1、n2时的流量；P1、P2为在转速为n1、n2时的轴功率；要求调速电机高、低速功率与转速的立方成正比，即按立方递减规律变化。故泵类负载调速电机亦称平方递减转矩调速电机。如果采用水泵专用电机驱动水泵类负载，可使转矩匹配合理，没有大马拉小车的现象，故运行效率高。由电机学可知，电机额定转矩如下式：式中：Pn为电机额定功率，kwnN为电机额定转速，r／min.
若电机高、低速功率与转速立方成正比，则转矩一定随转速的平方递减。简易多极调速三相异步电动机就是根据上述原理设计的。该电机作为Y系列的派生系列，在结构型式、防护等级、冷却方式、主要零部件方面基本与Y系列相同。电机为封闭式外壳，可适用于各种恶劣环境。转子为鼠笼型。但由于其特殊性，在电磁设计方面与一般电机有差别。定子铁心槽形和定子绕组需特殊设计、制造。电动机容量和安装尺寸关系与一般标准化型电动机比较，可采用同机座号降低1－2级容量设计，或同容量放大1－2个机座号进行设计。
简易多级调速电动机的工作原理从三相交流异步电动机的转速关系式：式中：ns为同步转速，r／min；f1为电源频率，Hz；p为定子绕组的极对数；S为电动机的转差率。
可见，要改变异步电动机的转速，可从下列三个方面着手：改变定子绕组的极对数p，以改变定子旋转磁场的转速n，即所谓变极调速；改变电动机所接电源的频率f1，即所谓变频调速；改变电动机的转差率S调速。
其中改变转差率S有很多方法，当负载的总制动转矩不变时，与它平衡的电磁转矩也跟着不变，于是，当频率f1和极对数p不变时，转差率S是下列各物理量的函数：S＝f（U1，r1，x1δ，r‘x’2δ）式中：U1为电源电压；r1为定子绕组电阻；x1δ为定子绕组电阻；r‘为转子绕组电阻；x’2δ为转子绕组电阻；因此，设法改变上述关系式中的某个特理量，即可改变转差率S，以达到调节电动机转速的目的。简易多级调速电动机则是采用变极与与变转差率相结合的原理设计而成的。
异步电动机旋转磁势同步转速n，与电机极对数p成反比，改变鼠笼型三相异步电动机定子绕组的极对数，就可改变同步转速，实现变极调速。定子绕组产生的磁极对数的改变，是通过改变绕组的接线方式得到的。以Y?YY（双Y）接法为例，Y接法时，每相中的两个半绕组正向串联，极对数为p，同步转速为ns.YY接法时，每相中的两个半绕组反向并联，极对数为。同步转速为2ns.
若极对数p与电源频率f保持不变，仅改变转差率S，则可以得到如所示的机械特性。当采用变极与变转差率相结合调速时，可以得到如所示的机械特性。图中曲线C为水泵类负载的机械特性。曲线C与中曲线的交点，即为调速后的稳定运行点。例如定子绕组极数为二、四、八极的简易多级调速三相异步电动机速度变化范围为375－2750转／分。速度变化可分20－30级，完全可以满足水泵类负载的调速要求，而且该电动机的控制装置不需电子元件，故设备简单、运行可靠。
几种调速方案的比较目前国内所采用的交流调速方案，利用机械方法的有液力耦合器调速，利用电气方式的有滑差、串级和变频设速等。以功率为18.5千瓦左右的电动机为例，上述几种调速方案技术、经济性能的比较情况，如附表1所示。
调速方案比较表1以上所述简易多级调速电动机，由于系统构成简单、运行可靠、而且价格较低廉，实为一种颇有发展前途的调速品种。但是在调速过程中转子上有滑差损耗，因而它宜于制造中、小型电机。
对于水泵类负载场合，功率与转速三次方成正比，本身并不要求采用如变频调速等高水平调速系统。综观国内外情况，采用简易多级调速方案应用于水泵，在一定容量范围内，为一有前途的新品种。当变频调速方式尚未在价格、可靠性等方面取得优势之前，简易多级调速电动机将会有一定的发展，并在较大范围内取得应用。我国有许多矿山、冶金等企业，其中水泵是一类量大面广的耗电产品。若采用切实可行的水泵调速驱动，可以节约大量电能，是缓解我国能源紧缺的有效措施之一。
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