交-交变频器的变频原理如图所示。其中，交-交变频器输出的每一相均由两组晶闸管整流器反并联的可逆电路组成。图中的（a）电路图中接入了一个电感量较大的滤波电感L，称为电流源型电路。
其输出的电流近似方波。图（b）为电压源型电路，正负两组整流器直接反并联接于负载Z.当正组晶闸管整流器工作在整流状态时，反组整流器封锁，此时，负载Z的电压为上正下负；反之，负载Z上的电压为上负下正。如果正反两组整流器的工作频率能够控制，则负载Z上就得到两组变流器频率可改变的交流电压。根据输出电压波形的差异，交-交变频器可分为120导通型的方波电流源和180导通型的正弦电压源两种。
图中ABC为正组；XYZ为反组。同一时刻内各有一组正、反组晶闸管同时导通，各组导电时间均为1/3个周期，每组触发依次相差1/6个周期。其输出为一组三相平衡的方波电流。图中方波型交-交变频器输出频率由ABC各组间的换流频率决定，而输出电压则由反并联整流晶闸管的触发相位来调节，为保证输出电压大小不变，正负组整流器的触发角应该保持不变。为了防止反并联电路中出现环流，正负组整流器的触发角应满足互补的关系。方波形交-交变频器控制较简单，但由于方波电流所产生的高次谐波会使电动机的损耗增大，噪声增加。因此，在普通的异步电动机调速系统中采用得较少。
180导通型的正弦电压源交-交变频器正弦波交-交变频器的主回路电路结构与方波型交-交变频器相同，它通过逐步改善移相角A来获得正弦波输出电压，当正组整流桥的触发角小于/2时，正组整流器处于整流状态，总的功率由电源供向负载，整流器输出的平均电压为一个正弦波的正半周；如果正组整流桥的触发角大于/2时，正组整流器工作在逆变状态，功率由负载流向电源，整流器输出的平均电压为正弦波的负半周。反组整流桥的情况类似于正组，当反组整流桥的触发角小于/2时，反组处于整流状态，总的功率由电源流向负载，整流器输出的平均电压为一个正弦波的负半周；如果正组整流桥的触发角大于/2时，而反组处于逆变状态时，功率由负载流向电源，输出的平均电压为一个正弦波的正半周。
若能够控制整流桥的移相触发角，就可以使整流平均电压按照正弦规律变化。类似地，为了消除正、反组桥反并联时可能产生的环流，也应当使两组整流桥移相触发角保持互补关系，以保证正、负两组桥输出的整流平均电压相等。
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