1. 前言
随着我国经济多年来的持续高速增长，能源利用率低的问题也日益凸显，国务院提出了“建设节约型社会”的号召，转变国民经济的增长方式，经济结构的调整是限制高能耗、低附加值的产业集群发展，引导投资重点发展低能耗、高附加值的产业集群，提高单位GDP的能耗效率，降低企业的生产成本，从而整体提高中国产品在国际市场的综合竞争力。
我公司的2000t大型液压机感应电动机总容量达225KW，长期工作在25%左右的低负载持续率状况，电能大量浪费。当前，在大型液压机上应用的节能技术尚处于探索阶段，没有成熟的应用经验可供参考，因此，有必要进行适用节能技术的应用研究。目前，市场上广泛用于感应电动机节电的成熟技术有：电动机节电器和变频器。下面就两种节电技术的工作原理做以介绍。
1.1 电动机节电器节电原理
电动机是工矿企业生产中使用量及耗电量最多的一种电气设备。在电机拖动系统中，往往以最高负载量加上裕量来设计参数及选型，而在实际的运行中，大部分的电动机不是满载运行，而是工作于满电压、满速度而载荷较小的状态;对于负载波动频繁的电机，在满载运行的同时，也会有很大比例的空载运行时间。
负载的变化会随着实际需求变化，因此，大多数情况存在大功率电机拖动小负载的情况(即常说的“大马拉小车”)。由电机设计和运行特性可以知道，电动机在满载运行时效率最高,功率因数COSΦ最佳;轻载运行效率降低、COSΦ也降低，空载时COSΦ甚至降到0.3以下，所以在轻载运行时电机的电能浪费较大。这是因为当电机从满载变化到轻载、空载时，定子电流有功分量减小，而励磁的无功电流基本不变(所以COSΦ降低);由于励磁无功电流基本不变，则空载损耗中占主要成份的定子铁损耗，一点没有减少，所以效率很低。
由于电动机轻载、空载时定子电流较小，可以忽略定子绕组的漏阻抗压降，所以当其它条件不变时，这时降低定子电压，则电动机的定子磁通比例下降,也即励磁无功电流也成比例下降，这样定子电流中的无功分量减少了，COSΦ就提高了，适当控制可以接近最佳值。另外，其它条件不变时，定子铁耗：PFel= PFeIN ×(U1/ UIN)2。其中：PFel—定子铁耗;PFeIN —定子额定铁耗;UIN —定子额定端电压。可以看出，随着U1下降，PFel以平方比例迅速下降，这样轻载、空载时占主要损耗的铁耗大量减少，使电机的运行效率大大提高，这就是电机节电器轻载降压节电的道理。
电动机节电器是通过不断地检测电机的工作状态，从而改变电机的输入电压。当节电器检测到电机在轻载或负载不断变化时，通过调整电机的输入电压，使电机的输出功率与实时负载匹配，从而降低电机的铜损和铁损、改善电机的起动和停机性能，达到节电效果。它的优点是价格低且不会改变电机的转速，但节能空间较小。
1.2 变频器节电原理
众所周知，变频器节电是通过降低电机转速来降低液压泵的输出功率，使液压泵的输出功率与实时负载匹配，降低电机的铜损和铁损、提高电机的功率因数、改善电机的起动和停机性能，并且可以减少液压泵损耗，从而达到节电效果。它的优点是节电效果较好，同时降低了噪音和延长了液压泵的寿命，缺点是投资大且对液压机的工作状态有影响。
2. 试验方案和试验目的
2.1试验方案
我们采用以下方案进行该项目的研究。2000t液压机有3台75KW的液压泵电机，如图1所示，我们在其中的1#电机接入变频器，2#电机接入节电器，3#电机仍为原控制线路，然后采用3台数字多功能电力仪表(ACR220E)分别对3台电机的电能使用情况进行全天在线计量和测试，取得实际的节电数据，再对两种节电技术进行综合技术经济分析和评价。
2.2试验目的
本次节能技术研究试验目的如下：
(1)感应电机智能节电器与变频器在液压机应用中的节电率对比研究;
(2)节电器与变频器在液压机应用中对整机系统性能影响的对比研究;
(3)节电器与变频器在液压机应用中综合性价比的对比研究。
3.试验结果
2000t大型液压机节能试验电气控制柜于2006年7月3日调试完毕正式投入运行，经过1月的运行试验测试，于2006年8月3日，通过安装的在线测试电力仪表(ACR220E)取得以下试验数据(待机节电模式)。
