特制的变压器和晶闸管三相交流调压电路组成了可变电抗变换器。一次阻抗串联电路，是在电源与电机定子回路中串入变压器的高压绕组而形成的；二次阻抗变换电路，是每相低压绕组串入1对反并联晶闸管而形成的。改变低压绕组上电压，即是调节了电机的输入电压，是通过控制晶闸管的通断来完成的，因此，改变了负载阻抗和一次绕组的比例关系。

可变电抗软起动系统线路原理图如图1所示。

系统的主要组成部分为起动控制电路、可变电抗变换器、同步电路、相控制电路、保护控制电路。其中，起动控制电路是软起动器的关键和核心所在，要合理选择控制方案，从而实现高压电机平稳起动。

可变电抗高压软起动器的结构原理如图2所示。

布置了3组反并联晶闸管，无论哪一组晶闸管导通时，变压器都短路，高压绕组的电压也很小，使得电网电压差不多都加在了电动机定子上，电动机加速运行；若3组反并联晶闸管的其中2个都是截止状态时，变压器空载，电机定子电流非常小，电网的全部电压几乎都加在了变压器的高压绕组上。变压器短路和空载的2种状态等效成开关的作用。

转矩控制软起动、电压斜坡软起动是常用的2种软起动方式，与之相比，转矩加突跳变软起动、限流软起动也很常见。采用的带限流功能的电压斜坡起动方式具有可靠性高、适用范围广等特点，电动机起动电压的初值根据刚能带动负载转动起来的值进行设定，起动时，电压迅速上升，直至初值，然后逐渐平滑上升，当定子电流上升到给定的限值时，电压维持恒定不变，而电流随之逐渐变小，起动电压继续升至额定全压，至此完成起动过程。

斜坡时间不会影响电流限值，电机定子电流在电机全速运行后开始减小，直到减至正常运行时的电流值。采用该起动方式，斜坡电压起动时会产生过高的起动电流，以及限流起动时起动时间过长这2个缺点都是可以避免的，前提是电机的加速不要超过限定的起动电流和限定的起动时间，因而它是1种良好的起动方式。全速运行后的电动机，定子电流开始下降，控制器接到由电流检测提供的反馈后，闭合旁路接触器，以减少由软起动器产生的热损耗。

斜坡电压起动过程特性（带限流功能）限流即可抑制峰值电流，同时又能延伸斜坡时间。电压斜坡在限流上起作用，并且限流反作用于电压斜坡，在电动机加速后，使限流值符合要求，最后达到最大电流。但是需注意，限流值越低，会造成斜坡时间越长，从而使电动机起动时间过长，所以限流值并不是越低越好。对于经常变化负载的电动机，则会造成电机失速，引起电动机过载跳闸。为保证能使电动机全速运转，必须根据负载情况合理设置限流值。

全压起动时三相异步电动机的起动电流很大，冲击电网，影响电网中其他设备的运行，起动转矩大概是TN（额定转矩）的2倍，严 重磨损机械结构，损坏设备。基于此，在生产中所采用的大功率高压电动机，选用软起动器来起动电动机以解决上述问题。改进晶闸管串联式软起动装置后，得到了可变电抗式高压软起动器，它是将可变电抗器串联在高压电机与晶闸管调压装置之间，实现了高低压间的隔离，使晶闸管的耐压问题得到了解决，使装置在高可靠性和高性能的状态下运行。

工作过程：起动时，S1断开S2闭合，晶闸管不导通，变压器空载运行，变压器的励磁阻抗较大，使得电网电压叠加在了变压器的一次绕组上，定子电流小，电动机未起动。后来变压器二次绕组上得到了电压并加在了反并联晶闸管两端，因二次绕组上的电压低，不用晶闸管串联。起动开始后，脉冲发生器发出触发脉冲，使晶闸管导通，这时二次绕组电压u2′立刻下降，一次侧电压u1′与u2′为比例关系有同样的波形。当α（晶闸管的导通角）改变时，以前移为例，u2′变 小u1′也 变小，电动机的定子电压变大，α由大到小的变化若是连续的，那么电动机的定子电压将会连续的由小到大进行变化，电动机电流逐渐从小变大，直到电机转速约等于同步转速。尽量地减小起动电流，从而减小对电机和电网的冲击，实现软起动。

为了减小起动完成后不必要的损耗，将S1软起动器旁路闭合。这样，电机投入电网运行时，软起动器也可以继续保护并监控电机的运行。

电抗率的选择比较复杂，因为电力谐波本身不是稳定的，不但大小在变，频次也在变，选择好电抗率，对某次谐波有抑制作用，对其它次谐波可能就是放大作用；

一般来说，3次谐波，多选用12%--14%的电抗率；5次谐波，多选用4.5%--7%的电抗率；但近年来，由于测量的不准确、电容器额定电压选择的失误、电容电抗制造的误差等，使实际安装运行的电抗率并不是我们当初计算出的电抗率，引起事故频出，从实践中看，选择电抗率高一点，对安全运行或有好处。

串联电抗器的电抗值与电容器组的容抗值之比就是该组电容器装置的电抗率。