三相异步电动机具有坚固耐用、维护简单,在工业生产中得到广泛应用。三相异步电动机全压起动时起动电流大,对电网产生较大冲击,特别是电动机拖动重载负载起动时不仅起动电流大,而且起动困难。传统电子软起动器采用使定子电压逐渐增大至额定电压的方法,使交流异步电动机平滑起动,减少交流异步电动机的起动电流,降低起动时对电网的冲击。由于三相交流异步电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比,当定子电压降低时,电磁转矩就会降低很多,因而传统电子软起动器不适应电动机重载起动。针对传统电子软起动器存在重载起动难的问题,本文研究基于ARM控制分级变频高转矩软起动器。该方案采用目前先进的带浮点运算ARM控制器作为核心控制器,将交一交变频原理引入到电动机软起动控制中,利用反并联晶闸管调节电机起动时的端电压和定子电压的频率,由于电压与频率分级同时变化,可保证电动机起动中压频比基本保持不变,进而使电动机起动中电磁转矩基本不降低,使电动机在全负载的情况下具有较大的起动转矩平滑起动电动机。本文对分级变频理论进行深入剖析,研究一种分级变频软起动触发角最优选取原则,在建立分级变频起动过程仿真模型的基础上,对电动机重载起动进行仿真研究,仿真结果表明分级变频起动方法,在重载起动特性方面优于传统的直接起动、限流起动和斜坡电压起动。本文采用32位带浮点运算ARM控制器设计控制单元,完成控制系统的软硬件设计。本文在实现三相交流异步电动机分级变频高转矩软起动的基础上,设计电动机智能保护系统。给出基于ARM控制的分级变频高转矩软起动器的实验结果,实验结果表明基于ARM控制的分级变频高转矩软起动器具有运算速度快,成本低,可靠性高等优点。本文的研究表明,基于ARM控制的分级变频高转矩软起动器具有起动重载负载的优良性能,克服传统电子软起动器的不足。仿真与实验结果证明分级变频理论的正确性和有效性。