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高壓同步電動(dòng)機以其功率因數高、運行轉速穩定、低轉速設計簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在高壓大功率電氣驅動(dòng)領(lǐng)域有著(zhù)大量的應用，如大功率風(fēng)機、水泵、油泵等。對于大功率低速負載，如磨機、往復式壓縮機等，使用多極同步電動(dòng)機不僅可以提高系統功率因數，更可以省去變速機構，如齒輪變速箱，降低系統故障率，簡(jiǎn)化系統維護。
    由于同步電機物理過(guò)程復雜、控制難度高，以往的高壓同步電機調速系統必須安裝速度/位置傳感器，增加了故障率，系統的可靠性較低。
   單元串聯(lián)多電平型變頻器由于具有成本低，網(wǎng)側功率因數高，網(wǎng)側電流諧波小，輸出電壓波形正弦、基本無(wú)畸變，可靠性高等特點(diǎn)，在高壓大容量異步電機變頻調速領(lǐng)域取得了非常廣泛的應用。將單元串聯(lián)多電平型變頻器應用于同步電動(dòng)機將有效地提高同步電機變頻調速系統的可靠性，降低同步電機變頻改造的成本，提高節能改造帶來(lái)的效益，同時(shí)也為單元串聯(lián)多電平型變頻器打開(kāi)一個(gè)廣闊的新市場(chǎng)。利德華福的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量的理論分析、計算機仿真和物理系統實(shí)驗，解決了同步電機起動(dòng)整步等關(guān)鍵問(wèn)題，已于2006年4月底成功地將單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器應用于巨化股份公司合成氨廠(chǎng)的1000kw/6kv同步電動(dòng)機上。以下將簡(jiǎn)要介紹實(shí)際應用中的主要技術(shù)問(wèn)題。
2同步電動(dòng)機的工頻起動(dòng)投勵過(guò)程
   為了更好的說(shuō)明同步電機的運行特點(diǎn)，先對同步電機的工頻起動(dòng)投勵過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
   在電網(wǎng)電壓直接驅動(dòng)同步電機工頻運行時(shí)，同步電動(dòng)機的起動(dòng)投勵是一個(gè)比較復雜的過(guò)程。當同步電機電樞繞組高壓合閘時(shí)，通過(guò)高壓斷路器的輔助觸點(diǎn)告知同步電機的勵磁裝置準備投勵。此時(shí)，勵磁裝置自動(dòng)在同步電機的勵磁繞組上接入一個(gè)滅磁電阻，以防止勵磁繞組上感應出高壓，同時(shí)在起動(dòng)時(shí)提供一部分起動(dòng)轉矩。同步電機電樞繞組上電后，在起動(dòng)繞組和連有滅磁電阻的勵磁繞組的共同作用下，電機開(kāi)始加速。當速度到達95%的同步轉速時(shí)，勵磁裝置根據勵磁繞組上的感應電壓選擇合適的時(shí)機投入勵磁，電機被牽入同步速運行。如果同步電機的凸極效應較強、起動(dòng)負載較低，則在勵磁裝置找到合適的投勵時(shí)機之前，同步電機已經(jīng)進(jìn)入同步運行狀態(tài)。在這種情況下，勵磁裝置將按照延時(shí)投勵的準則進(jìn)行投勵，即高壓合閘后15s強行投勵。
3變頻器驅動(dòng)同步電動(dòng)機時(shí)的起動(dòng)整步過(guò)程
   用變頻器驅動(dòng)同步電機運行時(shí)，使用與上述方式不同的起動(dòng)方式：帶勵起動(dòng)。
   在變頻器向同步電機定子輸出電壓之前，即啟動(dòng)前，先由勵磁裝置向同步電機的勵磁繞組通以一定的勵磁電流，然后變頻器再向同步電機的電樞繞組輸出適當的電壓，起動(dòng)電機。
   同步電機與普通異步電機運行上主要的區別是同步電機在運行時(shí)，電樞電壓矢量與轉子磁極位置之間的夾角必須在某一范圍之內，否則將導致系統失步。在電機起動(dòng)之初，這二者的夾角是任意的，必須經(jīng)過(guò)適當的整步過(guò)程將這一夾角控制到一定的范圍之內，然后電機進(jìn)入穩定的同步運行狀態(tài)。因此，起動(dòng)整步問(wèn)題是變頻器驅動(dòng)同步電動(dòng)機運行的關(guān)鍵問(wèn)題。
變頻器驅動(dòng)同步電動(dòng)機的起動(dòng)整步過(guò)程主要分為以下幾個(gè)步驟：
   (1)勵磁裝置投勵。勵磁系統向同步電機的勵磁繞組通以一定的勵磁電流，在同步電機轉子上建立一定的磁場(chǎng)    (2)變頻器向同步電機的電樞繞組施加一定的直流電壓，產(chǎn)生一定的定子電流。此時(shí)，在同步電機上產(chǎn)生一定的定子電流，并在定子上建立較強的磁場(chǎng)。轉子在定、轉子間電磁力的作用下開(kāi)始轉動(dòng)，使轉子磁極逐漸向定子磁極的異性端靠近。此時(shí)轉子的轉動(dòng)方向可能與電機正常運行時(shí)的轉向相同，也可能相反。