Un variador de frecuencia recibe alimentación eléctrica de la red eléctrica de corriente alterna de la instalación, y se convierte en corriente continua mediante un puente rectificador. A través de un filtro, el variador suaviza la corriente continua para obtener una señal más limpia y, posteriormente, se convierte nuevamente en una corriente alterna con la frecuencia y amplitud controladas por el variador. El dispositivo utiliza semiconductores que cambian rápidamente, entre estados de conducción y corte, para producir una onda de salida controlada.

En una fase final, el VFD ajusta la frecuencia de la señal de salida para controlar la velocidad del motor. A mayor frecuencia, mayor velocidad del motor. También puede incluir circuitos de control que ajustan la frecuencia de salida según la demanda de velocidad del motor. Esto se puede hacer mediante la retroalimentación de la velocidad del motor a través de sensores, o mediante la programación de parámetros predefinidos.

Los variadores de frecuencia reducen el desgaste mecánico y prolongan la vida útil del equipo, ya que el proceso de arranque y detención del motor se hace de una forma suave. La precisión del control sobre la velocidad, dirección y el par motor aumenta, y de esta forma los procesos se mejoran, se automatizan y se integran con sistemas de gestión complejos o procesos industriales.

En un motor de inducción, el flujo magnético y el par motor están intrínsecamente ligados, a través de la corriente eléctrica que fluye en el estator. En el control tradicional, ajustar uno de estos elementos afecta al otro, lo cual puede ser no deseable en ciertas aplicaciones. El control vectorial supera esta limitación mediante el uso de algoritmos de control, desacoplando así el flujo magnético del par motor. Esto se logra mediante la transformación de las corrientes de fase del estator en dos componentes ortogonales: uno que controla el flujo magnético y otro que controla el par motor.

La elección de un variador se basa, esencialmente, en los parámetros del tipo y la potencia del motor al que irá conectado.

En modo de control tensión-frecuencia, la tensión de salida siempre es proporcional a la frecuencia, ya que de esta manera se mantiene constante el flujo magnético en el motor. Es por esta razón que el par del motor se puede mantener a cualquier velocidad que se seleccione. Existe una excepción durante el arranque, ya que, para vencer rozamientos, el variador proporciona más tensión de salida. Esta función es conocida como Boost.

El control vectorial implica manipular independientemente la magnitud y la fase de las corrientes que alimentan al motor, lo que permite controlar la velocidad y el par de manera independiente. Esto se logra mediante la estimación y control de la corriente y el flujo magnético en el motor.

Los VFD suelen disponer, como accesorios, de adaptadores para montaje en brida (Flange), que protegen en entornos polvorientos al resguardar la electrónica en un espacio limpio, mientras que el radiador se expone al ambiente para disipar el calor. Las consolas adicionales permiten el control remoto y la copia de parámetros de los variadores. 

Y para evitar interferencias y perturbaciones, dado que las características de la línea eléctrica son muy distintas en cada caso, los VFD pueden requerir algunos complementos. Las ferritas de salida reducen puntas de tensión y el envejecimiento prematuro del motor, se recomiendan para instalaciones con cables entre 50 y 100 metros. Los filtros senoidales convierten la forma de onda en sinusoides puras, eliminando problemas generados por la conmutación de los IGBT, y las inductancias de línea reducen armónicos y protegen contra sobretensiones y microcortes.