Длительное время в технике электрического привода двигателей переменного тока считалось трудным и дорогостоящим добиться плавного управления непосредственно скоростью вращения. Это мнение было вызвано неимением элементной базы, позволяющей сделать сильный преобразователь.
В последствии, с выходом в свет транзисторов IGBT и MOSFET, ситуация поменялась. После того как появились серийные преобразователи частоты (инверторов), произошла революция в сфере электроэнергетики, потому что для основной массы применений стал доступен несложной и недорогой асинхронный двигатель.
Принцип действия преобразователя частоты – это вырабатывание исходящего напряжения переменного тока произвольной частоты. У передовых серийных моделей изменения частоты составляет в диапазоне 0.3 — 400 Гц. Кроме того, для обеспечения нагрузочных данных, в схеме преобразователя учтена возможность изменения амплитуды исходящего напряжения. Осуществление этих функций выполняется при помощи блока транзисторных ключей большой мощности, называемый инвертором. Конкретно такое устройство принесло название некоторым классам преобразователей электричества, применяемых в разных отраслях индустрии.
Современный блок инвертора имеет 6 транзисторных ключей, входящих в группу по 2 в каждой фазе. Что разрешает на выходе обрести трехфазную систему напряжений, методом последовательности переключения транзисторов особого алгоритма. При условии выделения одной фазы инвертор проведет замену полярности напряжения приложенного к нагрузке. С целью изменения величины исходящего напряжения применяется способ широтно-импульсной модуляции, благодаря этому способу среднее амплитудное значение системы импульсов, пропорционально продолжительности импульсов, идущих с неизменной частотой.
Это означает, что не изменяется амплитуда исходящего напряжения. Меняется лишь длительность подключения отдельных транзисторов, позволяющая поменять количество энергии, подаваемой в нагрузку. Непосредственно частота, с которой транзисторы работают, превосходит в разы предельную частоту исходящего напряжения и традиционно составляет несколько килогерц. В передовых моделях, для того, чтобы на выходе получить сигнал, приближенного к синусоиде, применяют преобразование с двумя уровнями, при котором вдобавок изменяется амплитуда исходящих импульсов.
Вследствие того, что у инвертора подается на вход напряжение постоянного тока, у преобразователя частоты в состав входит выпрямитель. У моделей с небольшой мощностью выпрямитель может исполнятся по мостовой схеме с одной фазой, это позволит подключать двигатели с тремя фазами в однофазную сеть.