交流同步电机因其功率因数可调、电机效率高等优点，在工业大功率场合中得到广泛应用。尤其对于钢铁冶炼行业，高转动惯量的大型同步电动机已成为生产过程中的重要设备。随着钢铁行业的发展，同步电机因起动困难引起的大量能源消耗问题越来越受到关注。大型同步电动机起动方式中，静止变频软起动具有不可比拟的优势，而目前国内静止变频器市场主要被国外几个厂家占据。因此，研究大型同步电动机静止变频软起动装置将具有非常大的经济效益和社会价值。本文主要针对交直交结构的静止变频器软起动控制系统进行了研究。同步电机静止变频调速系统属于自控式变频系统，其控制系统主要包括转速电流双闭环控制、逆变器晶闸管换流控制及转子位置和转速的检测三个部分。本文首先通过分析电流源型负载换相变频器供电的同步电机定转子磁场关系，介绍了同步电机静止变频软起动原理及系统工作特性，并对起动过程中逆变器晶闸管的脉冲换相法和自然换相法进行了讨论。其次，建立了同步电机在两相同步坐标系下的数学模型，并推导出静止变频调速系统的传递函数模型，在此基础上，完成转速电流双闭环调节器的设计，并对转速环积分饱和问题进行了改善分析。针对起动过程中晶闸管的换流控制问题，本文对常用的三种换相超前角控制策略进行了讨论，指出其本质上的异同及运行过程中应注意的问题。然后，对转子位置检测方法进行了分析与设计，并分别确定了高低速时不同的实现方案，最终完成整个控制系统的方案设计。最后，通过Matlab/Simulink软件平台及低压样机实验平台对整个控制系统进行了仿真和实验验证，结果证明了所设计的断续换流到自然换流的切换方式、双闭环控制及晶闸管换流控制策略的有效性，并结合仿真及实验结果，对换相超前角的整定进行了讨论，为静止变频器的研究及工程应用提供了重要参考。