转杯纺机的主要电气系统结构及工作原理如下：
上图所示系统的动力传递过程如下：
由电网供电的三相异步电动机通过皮带拖动同步发动机, 同步发电机发出约280V的三相电压, 通过三相中频变压器变为70V 电压, 然后供给三相微型纺杯电机。 同步发电机的输出频率是通过改变同步发电机和异步电动机的转速比来调整的。 其常备可调频率为 600Hz, 700Hz, 800Hz, 900Hz 和 1000Hz。为非连续性调整。
牵伸系统和喂料系统的速度系根据工艺要求而单独调整的。
在该系统中, 纺杯电机的转速须严格与喂料系统, 牵伸系统的速度同步, 方能保证产品质量的稳定。 且不同的产品规格要求不同的纺杯速度,牵伸比和喂料速度。 因此, 纺杯速度的稳定度, 以及纺杯速度和牵伸速度, 喂料速度的比值的可调整性和精度则直接决定了产品的质量和产量。
上述传统的转杯纺机存在的主要问题有：
电网参数变化引起异步电机转速变化, 进而引起同步发电机 输出频率的漂移,造成纺杯转速不稳定，中频机组的输出频率以100Hz为单位, 不能连续可调. 系统的工艺调整性差，系统效率极差, 产品成本巨大，中频机组故障率高, 占地面积大, 噪音十分严重，对转杯纺机进行改造的主要手段之一是采用变频调速器替代传统的中频机组。
使用变频器替代中频机组, 能够彻底解决中频机组输出频率不稳定带来的产品质量问题且频率连续可调。 采用变频器亦能补偿中频变压器在不同频率段传递效率不同的问题.
由新疆东光有限公司为乌鲁木齐红山棉纺织厂4台转杯纺机进行变频改造后, 取得了十分令人满意的效果. 改造系统使用了4台丹佛斯VLT5000系列变频调速器替代原有的中频机组, 解决了中频机组运行时的主要问题：
改造后的计算节能效果为70%, 实测节能效果大于50%,大幅度降低了生产成本。
改造前系统运行频率不能超过800Hz ( 超过时频率不稳定 ), 改造后系统最高运行频率达到960Hz, 单产明显提高。
由于变频器频率连续可调且稳定度好, 产品质量明显得到改进，原系统更换工艺过程繁琐, 改造后, 可迅速完成工艺变更，变频器为静态运行, 彻底消除了中频机组的运行噪音, 大幅度降低了系统故障率，大幅度削减占地面积， 该厂在原4台机组的辅助面积上安装了第5台机组。
由上述论述可见, 转杯纺机的技术改造有极其可观的经济效益。
值得注意的是, 在转杯纺机的改造过程中, 中频变压器的保留是必要的。 否则改造成本将提高较大。 由于中频变压器的存在, 必须使用带有多段可调 U/F 曲线的变频器 , 如VLT5000系列和VLT2800系列。
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