变频器的基本功能是将商用交流电源经过整流转化为直流电，然后通过逆变电路将其转换为可调节电压和频率的交流电。通过这种方式，变频器能够灵活控制电动机的转速，因为交流三相异步电动机的转速与频率成正比。这种电动机的转速可以通过改变电源的频率和幅度来实现调整。
三相异步电动机由定子、转子及转轴组成。当在定子绕组上施加三相交流电压时，会产生一个旋转磁场，其速度由施加在定子绕组上的三相交流电压的频率决定。转子绕组处于该磁场中，磁场的变化会在转子绕组中产生感应电动势和感应电流。感应电流与旋转磁场的磁通相互作用，产生电磁力，即转矩，导致转子及转轴沿着与旋转磁场相同的方向旋转。通过改变定子绕组的两个电压相位，可以改变磁场的旋转方向，从而改变电动机的转向，实现可逆控制。
旋转磁场的转速称为同步转速，该转速由电动机的极数和电源频率决定。由于电动机需要输出转矩，实际转速总是低于同步转速，两者之间的差值称为转差率。转速、频率、极数和转差率的关系可以用以下公式表示：
Ｎ ： 电动机的转速（r/min）
ｆ ： 频率（Hz）
Ｐ ： 电动机的极数（P）
ｓ ： 电动机的转差率
在需要控制流量的场合，如风机、泵等，变频器的使用效果尤为明显。例如，在宾馆等场所的中央空调系统中，流量分别为85%和60%时，马达的运行时间为2000小时，总计4000小时/年。若使用挡板控制系统，其所需电力计算如下：
（15kW×91%×2000小时）＋（15kW×76%×2000小时）＝50,100kWh
而使用变频器控制电动机转速时，所需电力为：
（15kW×61%×2000小时）＋（15kW×22%×2000小时）＝24,900kWh
从而每年节省的能源为：
50,100kWh－24,900kWh＝25,200kWh/年
在使用变频器之前，务必仔细阅读产品的《使用手册》，确保正确操作。错误使用可能导致变频器无法正常运行、缩短使用寿命，甚至可能造成设备损坏。
变频器的电压波形变化和速度—转矩特性如图所示：
