Powerboss节电原理简述及与变频器之比较

 一、 总论 
变频器与Powerboss节电宝两者都是以电动机为控制对象的装置，都具有节能和平滑启动的功能。是近十年来问世的高科技产品。 
变频器的生产厂商众多。国外和国内知名厂商均有生产，产量大，品牌多，质量参差不齐。 
Powerboss节电宝经香港理工大学电子电力研发中心改良后，工控运作更适合于国情，质量保证。 
变频器的工作特点是变频、变压、变流。 
Powerboss节电宝的工作特点是恒频、变压、变流。 
变频器的工作原理是通过整流器—直流储能元件—逆变器—控制回路来工作的。称为交流—直流—交流变频。结构较复杂。价格较贵。还有交流—交流变频，电路及控制较复杂，目前还未进入实用阶段。 
Powerboss节电宝的工作原理是通过检测控制回路—功率开关器件来工作的。结构较简单。价格较低。 
二、变频器与节电宝在应用上的区别 
变频器与节电宝一般不同时使用。 
由于变频器与节电宝在工作特点的不同，在应用上也各有侧重。变频器主要应用于在需要改变频率的场合，如升降梯，风机等。 
而Powerboss节电宝则应用于不需要改变转速的场合，如自动扶梯，传送带、注塑机等生产机械上。 
在某些场合变频器与节电宝均可使用。如冷柜。 
三、变频器与节电宝相同点 
变频器与Powerboss节电宝两者都是应用于电动机的节能装置，都具有节能和平滑启动的功能。是近十年来问世的高科技产品，节约能源是我国长期的基本国策。 
四、变频器与Powerboss节电宝的工作特点 
变频器是通过检测负载的工作情况，调节其输出频率（范围可以从0.5-150Hz）、电压和电流，以适应负载的需要。使输出功率随负荷的变化而变化，从而达到节能的目的。它的工作方式采用将交流变为直流，再将直流变为交流的模式。一代的变频器产品也有采用直接由交流变为交流的工作模式的。 
Powerboss节电宝是通过检测的工作状态，经过微处理器进行比较和运算，改变其输出电压和电流，和负载的状态相平衡，而不改变电机的转速，达到节能的效果。对于空载和轻载的电动机而言，电压可降低20%的额定电压，可降低30%的额定电流，使电动机的铁损和铜损及其它损耗大大降低来达到节电的效果。另外，在启动时节电宝设有缓冲启动功能有效地降低了启动电流，减少了电耗和启动转矩对电动机及传动部分的损害，延长了电动机及传动设备的使用寿命。同样在停机时节电宝特设的缓停功能，也有同样的效果。 
五、与节电宝相比，变频器显著的缺点 
由于变频器的工作特点，使变频器的电力电子元件尤其是主开关半导体器件工作的动态范围大，使其具有大范围的改变频率即改变电动机转速的功能。这是变频器的一大优点，同时也给其带来一些不利的因素。这主要是电力电子器件本身决定的。除了主开关半导体器件具有的静态性退化使得耐压降低、漏电增加、抗过载和短路能力差等方面问题外，还因其动态工作范围大所带来的以下几个主要问题，都将造成变频器工作失效。 
1.管子动态性能不佳 
因为发热而使管子关断时间延长而造成换流失败。 
2.管子驱动强度不够 
设计中Ib应足够大。由于工作中电路的欠电压使Ib减小，从而使管子退出饱和区进入放大区，使等效电阻加大管子烧坏。 
3.电应力的作用过大 
开关过程中造成瞬间冲击电压、电流，强度大，给开关元件造成积累性损坏。 
4.器件在过载大而烧毁 
在工作中尤其是经常承受过高的反向电压。 
5.变频器主回路结构不合理或连接线太长而造成电应力过大. 
变频器对连接线长度及主回路的储能元件均有相应的要求。 
6.产生较多的电磁干扰及电力谐波 
电磁干扰和谐波对电网及设备的危害较大，是电力电子技术普及和发展的重大障碍。世界各国对电磁污染采取了严格限制措施。而解决这一问题是今后研究的重要课题。 
六、节电宝的特点 
相比变频器而言，节电宝也采用电力电子元件，但是其器件工作的动态范围变化不大，工作条件好，电路结构相对简单，安装简便现场条件要求不高；加上生产厂家的严格的质量控制，使节电宝在节能、延长电动机和设备寿命的基础上，在保证正常工作的情况下，具有寿命长，维修率低等特点。使本公司有在两年内免费维修和保养的保证。该产品按照英国国家标准生产，通过欧盟有关的技术验证。在国内，通过技术质量检测部门的安全鉴定。 
七、电力高次谐波的危害 
减低了电能的生产、传输和使用设备的容量 
使电气设备过热 
使电动机产生震动和噪声 
使电动机绝缘老化 
使设备寿命缩短 
引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，造成电容器或电抗器损毁 
引起继电器保护和自动控制装置误动作 
使电能计量出现混乱 
使电动机产生震动和噪声 
使电动机绝缘老化 
使设备寿命缩短 
引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，造成电容 
器或电抗器损毁 
引起继电器保护和自动控制装置误动作使电能计量出现混乱。 
Powerboss节电宝是进口节电产品，它采用国际先进的芯片技术检测及控制电机的实际耗电量。据山东省淄博市能源监测中心(2002)008号检测报告指出：应用该产品(节电宝)后，电动机在轻重载或不同负载状态下的电压减低，隙磁通量及铜线圈的耗损减低，提高电动机性能及节电效能。它采用智能化的微处理器控制，自动跟踪检测电机运行中的负载变化，检测信号经专用节能软件分析、处理后，动态调节电机运行状态过程中的电压电流，在保证电机转速的前提下，保持电机的输出转矩与负载的匹配，有效地减少有功功率和无功功率损耗，也相应减少了磁损耗，同时使电机的功率因数提高。许多工矿企业应用证明，综合节电率在15%以上，zui适用于负载变化电机设备节电控制。应用范围包括：交流感应马达、油田抽油机、粉碎机、球磨机、真空泵、制冷设备、机场及矿石输送带、冲压机、扶梯、注塑机、印刷机、空压机、锯石机、搅拌机、水泵…… 
案例一：
中国zui大油田之一的山东胜利油田，其45KW抽油机在安装"节电宝"前，平均每小时耗电量约10.5KW，功率因数为0.358。采用"节电宝"后，其耗电量减至每小时6.18KW，而功率因数提高到0.525，平均节电率高达25%。"节电宝"内置的软启动功能更降低了电机的轴承和皮带的磨损，减少了链条和齿轮的机械应力。（据胜利油田管理局能源监测站-胜能监字W2002043号检测报告） 
案例二：
的北京顺义西单商场共有8台9KW的扶手电梯，已于2002年8月全线安装了"节电宝"。安装前年耗电量达11，450度。安装后年耗电量减至7，480，节电率高达35％。安装后经检测，扶梯电机的工作温度明显下降，噪音明显减少，扶梯运行更加平稳，保养和维修时间明显减低。节电带来的效益明显地减低了该商场的营运成本，增强了市场竞争力。 
案例三：
深圳市罗湖区食用菌厂的冷库有6台7.5KW、9台11KW共15台压缩冷凝机。安装"节电宝"之前，在生产淡季其每月的用电量在6万度左右，在生产旺季其每月的用电量在9万度左右，平均用电量在8万度左右。电费占生产成本的较大一部分。自2003年元月全线安装了"节电宝"后，每月用电量明显减少，月平均用电量减至6万度左右，节电率经长时间测试高达25％。冷库冷凝机应用了节电宝后，不但省电，更降低了电机的运行温度，缩短了电机的工作时间，平均每次工作时间缩短了2分钟左右，每天工作时间缩短了1小时左右。节电带来的效益大幅度降低了设备维修费用和生产成本，增强了产品的市场竞争力。 
案例四：
佛山海天调味食品有限公司的真空泵为45KW的电机。正常工作时，每天运行16小时，启动负载大，运用自藕降压启动方式。安装"节电宝"前，每小时耗电23KW，安装"节电宝"后，每小时耗电减至19.3KW，节电率达16％。回报期短达12个月。"节电宝"内置的软启动功能更是取代了原有的自藕降压启动器，消除了原启动方式所产生的机械冲击和高启动电流，节约了辅助设备投资。 
案例五：
湖北省节能监测中心为其辖下企业的22KW的混凝土搅拌机安装了"节电宝"。安装"节电宝"前，耗电量平均每小时20度。测试证实，安装"节电宝"后，搅拌机的耗电量减至每小时16.6度，节电率高达17％，回报期短达12个月。内置的软启动功能更节省了启动电流，减少了机械冲击。湖北省节能监中心经长时间对"节电宝"的运行测试，在鄂节监字[2002>009号文件中，更将"节电宝"系列产品认定为全省节能推广产品。 
案例六：
深圳某电器厂是家大型的三资企业，其产品以的质量欧美众多国家。其注塑车间共有20余台15KW的注塑机。安装"节电宝"前，设备的平均耗电量为8.62度/小时；安装"节电宝"后，设备的耗电量减至6.5度/小时，节电率高达24％，回报期短达12个月。而且安装"节电宝"后，注塑加工的原有设定参数丝毫没有改变，电机温度明显下降。 
案例七：
广东惠州市五金机械厂共有50多台冲床，在安装"节电宝"前，电机工作时的相电压223.7V，电流8.84A，有功功率0.38KW。50％的时间负载，50％的时间是空载；安装"节电宝"后，电机工作时的相电压166.2V，电流4.91A，有功功率减至0.26KW。"节电宝"在设备每天16小时的操作过程中，节省了26％的耗电量。回报期短达10个月。 
案例八：
广东忠诚石材公司有数台37KW的圆锯石材切割机，设备加工原料为石材。电机24小时工作，每一个周期的时间约为50秒，其中空载时间约为5秒/相电压220V/相电流2，轻载时间约为5秒/相电压220V/相电流3，接近满载时间约为40秒/相电压220V/相/相电流42A。安装节电宝后，空载时间约为5秒/相电压165V/相电流12.，轻载时间约为5秒/相电压185V/相电流18.，接近满载时间约为40秒/相电压217V/相/相电流38A。由此可见，空载时节电率约为50%；轻载时节电率约为47%；满载时节电率约为9%；平均节电率为16.9%。投入节电宝后，降低了电机电压电流并不改变转速影响效率，节约了电机电能，大大减低了生产成本令产品增强竞争力。 
案例九：
中外合资广州珠江水泥有限公司是大型的散装水泥制造企业，拥有两条专业的自动化水泥生成线，一条长达十公里的原料传送带 和一座大型矿山。经严谨的节电效能测试，证实Powerboss节电宝在其C1M01砂页岩90kw破碎机节电率达14.8%，产量亦有所提高，节电效益减低了生产成本。该公司已在其空压机、传送带、破碎机设备上全面安装Powerboss节电宝，以节能效益增强产品的市场竞争力。 
"POWERBOSS节电宝"产品系列已广泛应用于油田及工矿企业，并获得用户证实"POWERBOSS节电宝"产品系列的节电效能。尤其是在油田抽油机上的应用，已获得胜利油田、中原油田的节能产品准入证。