2.2.1 异步启动

同步电机本身来说是没有启动转矩的，所以不能自启动，因此这就给使用上带来了极大的不便。一般来说，参照这鼠笼式异步电机上的鼠笼绕组的原理，工程上或是投入使用的凸极式同步电机的转子磁极上也会装上一套启动绕组，结构会和鼠笼绕组很像，这样就解决同步电机启动的问题。这样一来，当给同步电机定子绕组接通电源时，会在启动绕组的作用下产生一个启动转矩，就会使得电机能自启动，而这个启动的过程实际上就会和异步电机的启动过程基本一样的。但是这样对同步电机启动的话，那么最终转速却只能达到同步转速的95%左右，就完全达不到同步电机的该有的功能，所以在同步电机异步启动之后就需要给其励磁绕组通入一个直流电流，这样，同步电机的转子才可以自动地牵入同步，并且以同步转速n运行。在同步电动机异步启动的时候，其实对于电压来说，要求就没有那么地严格，不仅可以在额定电压下直接启动，还可以采用降压启动，我们学过的降压方法就有自耦变压器降压启动，Y-△启动或者是串电抗器。

这里需要注意的是，在启动同步电动机的时候，为了不损坏电动机的绝缘，在大转差的时候励磁绕组里就不能有较高的感应出电动势，所以说励磁绕组是千万不能开路的，这对于同步电机来说是很重要的一点。但是在启动的过程中，也不可以把励磁绕组给短路了，这样的话励磁绕组中感应电流所产生的转矩就很有可能使得电机启动的转速不能接近同步转速。所以在电机的励磁绕组中需要串入一个大约电阻值为5～10倍的励磁绕组电阻值的附加电阻，这样的方法才可以有效地去克服同步电机异步启动的问题，从而达到启动的目的。然后等电动机启动到转速接近同步转速时，再将串入的电阻去除掉，并通以直流电源，电机才得以自动牵入同步，并完成其启动的过程。

2.2.2 变频启动

大型的同步电动机启动时，在启动的过程当中会将电机改为自控式同步电机控制方法，等到启动完毕后，再将其控制装置退出。这种同步电机会用在拖动轧钢机，造纸机还有数控机床等有着高精度、高性能要求的场合，当然也可用于拖动风机、泵类负载等这种只要求调速节能而对特性不作特别要求的场合。这些大容量的同步电机为了能够平稳地启动，一般在启动过程中就会改成自控式同步电机运行，等到启动完毕之后再将同步电机直接并网运行。

2.3 坐标变换及其正交坐标系上的动态数学模型

为了更好地实现双两相永磁同步电机系统模型搭建，我们需要对单两相永磁同步电机进行分析，图2.1所示的就是单两相永磁同步电机的两相绕组在正交坐标系下物理模型。