负载换流同步电机调速技术被广泛应用于大型油气输送、船舶推进、高炉鼓风机、抽水蓄能和国防风洞试验等项目,特别是大型油气输送和天然气液化技术LNG变流调速装备中。研发负载换流同步电机调速技术,对促进清洁能源的开发与利用,改变我国能源结构,振兴装备制造业意义重大。　　 首先,本文研究了负载换流同步电机调速的结构组成及其换流特性,分析系统在换流过程中,各换流角度与同步电机基本参量之间的关系,并建立了负载换流同步电机调速系统换流的数学模型,探讨换流的两种控制方法及它们的基本原理,为本文的研究奠定了理论基础。　　 其次,本文研究了在压缩机负载变化过程中,负载换流同步电机调速系统中同步电机的定子电压、定子电流、输出功率与电机转速之间呈现的关系,需要通过控制换流剩余角、超前角达到精确控制输出的目的。针对该问题,本文分析了两种控制方法:空载换流超前角恒定控制,换流剩余角恒定控制。　　 本文指出,在两种控制方法中,换流剩余角恒定下的负载换流同步电机的波动较小,电机运行过程中功率因数一直处于较高的状态,即性能良好；而空载换流超前角恒定控制虽然保证了换流的可靠性,但电机功率因数变化较大,仅在接近稳态时达到较大值。为使系统性能良好,本文继而深入地研究了影响系统性能的几个因素之间的关系,即换流剩余角、电机超瞬变电感(换流回路电感)、换流重叠角对系统的影响,得到系统设计的基本原理。　　 再次,本文研究了负载换流同步电机调速系统采用不同结构时,输出电压谐波及其对电网的谐波污染问题。经过傅里叶分析及电路仿真比较,12脉波整流结构比普通结构的负载换流同步电机调速系统的输出电压谐波含量减少,对电网的谐波污染也大幅度减少。24脉波整流较12脉波整流有更大的改进,但结构相对复杂。　　 最后,本文针对实际的项目,介绍了大容量负载换流同步电机调速系统计算仿真平台,并对大容量的负载换流同步电机调速系统进行设计。