大型钢铁企业高炉鼓风机普遍采用大功率同步电动机拖动,但是大功率同步电动机起动困难使得其应用受到很大限制,在所有大功率同步电动机起动方式中,自控变频软起动不仅能够控制电机自由起停,而且具有其他起动方式不可比拟的优势,其起动时间、起动电流和功率因数等都可控,而目前国内钢铁企业采用的自控变频软起动装置大都采用进口设备,国产化的产品还没有出现。本文对同步电动机自控变频软起动装置的研制进行了较为深入的分析和研究,主要研究内容包括全数字控制系统的实现、全程无位置检测器检测转子位置、无冲击并网锁相环的设计、串联晶闸管阀组隔离同步触发技术等。本文首先对交-直-交电流型逆变器供电的同步电动机自控变频软起动装置的运行原理进行详细阐述,使用TMS320F2812型DSP处理器作为主控芯片完成所有对主变流回路的控制以及通信和保护等功能,充分利用软件资源以节省硬件消耗提高控制系统的集成性和可靠性。本文对静止转子位置采取突加励磁检测感应反电动势极性和幅值的方法判断实际转子位置,在低速运行状态采用断续换相,在中高速运行状态检测反电动势过零点的方法判断实际转子位置,采用负载换相,转速达到95%额定值进入同步整步过程,对无冲击并网的问题提出实现电压相位,频率,幅值锁定的工程算法,在实验室环境以3kW电机为控制对象实现了电机的无位置检测器软起动。针对10kV中压大功率同步电动机应用到的串联晶闸管阀组,本文还提出了一种新颖的串联晶闸管阀组隔离同步触发模块的实现方法,利用交直流输出可变电流源控制穿过一根高压电缆上的多个磁环变压器获得多路同步隔离触发信号,其隔离强度可达20kV以上,触发同步性误差不超过100ns,实际中压领域工程的可靠应用证明了本方法的可行性。