同步切换就是在不停电的情况下，利用锁相环技术使变频器输出电压的频率、幅值与相位均与电网电压一致，然后进行变频器与电网之间的相互平稳切换。
1. 由变频器向电网切换
同步切换过程为：变频器拖动电动机软启动、平稳升频到接近 50 Hz，进入锁相环路捕捉范围后，在锁相环路作用下锁定变频器输出电压的频率、幅值、相序与相位与工频电网一致，将电动机与工频电网间接触器吸合、电网与变频器同时向电动机供电，然后封锁变频器输出、将电动机从变频器输出回路切出，电动机平稳切换到电网工频运行。因进行了同步操作，变频器输出参数与电网一致，接入电网时对变频器与电动机都没影响。随后有段时间变频器与电网同时供电；为避免变频器被晶体管，应逐渐减小变频器负荷，可稍稍降低变频器输出电压幅值再封锁输出、进行切换操作。
2. 由电网向变频器切换
切换前变频器先空载加速到 50 Hz、启动锁相环路跟踪技术，跟踪调整达锁定状态后变频器合闸，然后电网开关跳闸，电动机平稳由电网切换到变频器调速运行。为尽量减小切换冲击，锁定状态变频器合闸前应稍稍调低输出电压幅值，以免合闸时对变频器过大的冲击电流；过渡到电网与变频器同时向电动机供电阶段再稍稍调高幅值，逐渐将负荷从电网向变频器转移，以免电网开关跳闸时对变频器造成过大冲击。
3. 锁相控制
图10-16 锁相环路的基本组成框图
锁相控制就是利用锁相环路（PLL）让变频电源的频率、相位自动跟踪工频电源的频率与相位达到“锁定”状态，为同步切换创造条件。锁相环路是闭环相位控制系统，能自动跟踪输入信号频率与相位，使输出信号与输入信号同步（称“锁定”）。由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）与压控振荡器（VCO，此处即变频器）组成，如图10-16 所示。
图10-17 同步切换系统框图
图10-17 为具同步切换功能的交流异步电动机循环软启动切换控制装置框图：用一台变频器分时软启动 3 台异步电动机，每台软启动后切换到工频电网定速运行。变频调速系统由变频器、相位信号取样电路、锁相控制电路、可编程控制器与切换接触器等组成：相位信号取样电路对工频电源与变频器输出电压实行取样、隔离与整形；锁相环路由锁相控制电路与变频器组成，锁相控制电路由鉴相器与环路滤波器组成。
同步切换控制系统以工频电源电压相位信号 θ1(f) 为基准信号、变频器输出电压相位信号 θ2(t) 为跟踪信号。鉴相器比较二者相位，输出正比于相位差的电压信号 ud(t)，经滤波器滤波后作为变频器辅助频率给定信号，控制输出电压频率与相位以跟踪工频电源；当二者频率相等、相位差稳定在较小数值时称锁定，此时输出切换信号，便可在 PLC 控制下安全、平稳地进行变频器与工频电网间相互切换。
4. ABB 公司 ACS1000 中压变频器的同步切换控制功能
ACS1000 型中压变频器是 ABB 公司采用最新功率开关器件 IGCT（集成门极换流晶闸管）设计生产的三电平新型高效中压变频器系列，并采用先进直接转矩控制（DTC）技术，获得非常出色的转矩与速度响应特性。输出功率 315～5000 kW；输出电压等级有 2.3、3.3、4.16 kV（对 6 kV 电动机须进行 Y/△ 改接）。
ACS1000 变频器另一突出优点：为满足电动机循环软启动及调速运行与定速运行间切换，特别设计了变频器与工频电网之间的同步旁路切换功能，拓展了应用领域。旁路切换控制系统有单机旁路与多机旁路两种型号，选用多机旁路时最多可控制 4 台电动机。