电子式软起动通过晶闸管移相方式逐步提高异步电动机的起动电压,实现减小起动电流的功能。与传统软起动相比,设备结构小且能智能化控制,然而,仍然解决不了起动转矩减小的问题；变频器性能优越,广泛地应用到工业交流调速中,应用在异步电动机的起动中,不仅能够降低异步电动机的起动电流而且保持较高的起动转矩,然而,其结构复杂、价格昂贵,应用在不需要调速的异步电动机的起动中是非常不经济的。自从1997年Ginart Antonio等人提出分级变频的思想,即有选择地触发导通工频电源的正半周波或负半周波,实现离散调节电源的频率,将分级变频思想应用到电子式软起动器中成为专家们研究的热点。利用该思想,电子式软起动器在保持原主回路拓扑结构情况下,只需通过软件改变晶闸管的触发策略即可起到类似变频器的性能,其结构简单、成本低、起动转矩大。然而,对分级变频技术一直持续在理论的学习与研究,没有将其应用到实际电机中。本文通过深入学习分级变频理论,进行大量的实验仿真,总结前人的经验,将分级变频理论应用到实验室低压软起动样机中,理论和实践证明分级变频软起动器有很好地起动性能,能够很大地提高起动转矩,解决电子式软起动器的瓶颈,在此基础上设计了一种高压分级变频软起动装置。本文深度研究了分级变频原理,分频后的相序关系,分频后如何产生最大转矩的转矩及；通过相位的选择,频率级数的选择,触发角的计算,及同一频率电压的选择,得出最佳的触发策略；利用simulink软件对分级变频理论进行了仿真；分频后的谐波含量；论述了高压分级变频软起动器的硬件电路设计,主要包括系统整体结构的设计,主回路设计,系统控制回路的设计,如同步信号产生电路、晶闸管触发电路、保护电路及通信电路等；给出了整个系统软件及触发策略编程流程图；最后将Profibus现场总线应用到分级变频软起动器中,以智能从站的形式能够与现场PLC直接进行通信。通过理论推导和仿真对比分析,分级变频软启动器不仅能够降低起动电流而且能够保持较高的转矩,实践证明其具有很好的起动性能。