启动工作原理：
| 和普遍的缓冲启动器一样，Powerboss（节电宝）采用晶闸管来准确的控制所投入的电压。晶闸管的特性是当感应到脉冲时会迅速的由"关"状态转为"开"状态，直至系数减至零为止，这个原理又称为自行换向。随着控制晶闸管在每个供电半弦波（电压接近0）的开和关，便可控制通过晶闸管的电流。当启动点越接近供电弦波的尾端时，所容许通过的电流较少；当启动点越接近供电弦波的开始端时，所容许通过的电流就越大。引用这个原理，将两个晶闸管以反平行的方式连接，Powerboss（节电宝）便可控制晶闸管的开和关，供给电机当时所需的最适用的电压（参阅图3）。例如，在某个特定的时间内将每个半弦波的启动点延迟，然后将延迟时间逐渐递减，会令供给电机的电压有较少的数值增加到最大。因为电机的扭力是和供电电压的平方成正比的，Powerboss（节电宝）通过晶闸管控制给电机的电压来控制电机的启动扭矩，让电机在预设的时间内平滑加速到最高转速，从而到达让电机软启动的目的。 |
 图3 |
节电工作原理：
交流感应电机的工作原理是在定子的对称三相绕组中通过三相对称电流产生三相旋转磁动势；其中基波磁动势作用于光滑气隙，并在气隙中产生基波旋转磁场。基波旋转磁场以同步转速NS=60F/P旋转，切割定、转子绕组而分别在绕组中感生电动势。转子电动势在自成闭合回路的转子绕组中产生电流，该电流与气隙中基波磁场作用，产生电磁转矩，从而使转子旋转驱动机械负载。
电机都必须消耗一定的能量以提供磁场让其连续工作。当供给笼型电机的端电压恒定时，因此产生的磁通也保持恒定。在额定转速下，磁场消耗的能量保持恒定，与负载所需的转矩无关,支持负载转矩的能量大小取决于转矩的大小。当负载转矩增加，转子的转速会稍微下降(转差率增大)，使得感应的转子电流上升以增加转矩，转子中增加的电流由定子线圈中增加的电流来平衡。相反，如果需要的负载转矩减少，转差率减少，转子电流下降，定子电流也相应下降。但在端电压恒定的情况下，定子提供磁场的电流在任何负载转矩条件下将保持恒定。结果是感应电机的效率随负载的减少而降低。下图表示典型的电机损耗与负荷的关系：
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事实上很少的电机始终在额定条件下运行。通常选择的标准电机其标称均高于驱动负载时最大需求。由于这一原因，所选择的电机几乎一定是超出标准的。当提供额定电压时即使满负荷运行也有节电空间。此外,有些应用其负荷本来就是变化的。而选择的电机大小必须满足其最大负荷时的需求，尽管最大负荷只是间断出现，其他时间负荷要小得多。 |
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由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比，降低端电压将减少转矩。降低电压实际上是降低了电机的额定输出功率。也意味着所需磁场能量的减少。利用这一原理.Powerboss（节电宝）可以在从空载至多数负载情况下保持恒定的电机效率。
Powerboss（节电宝）采用智能化的微处理器控制，无需人工调节。在轻负载的情况下电机的电压自动降至最低需求，而转速保持恒定，因此降低了不必的损耗。如果负载增加，电压将自动上升以防止电机失速。 |
Powerboss （节电宝）通过闭环反馈系统控制，其感应电路比较通过电机的电压和电流波形。由于是电感电路，电压和电流波形存在时间差，负载越轻，电流波形的滞后越大。空载时电机的效率最低，波形间的间隔也越大。微处理器将监测波形间的间隔并相应地调整可控硅的触发脉冲,其速度为每秒钟改变100次。这一速度比电机所能响应的速度要快得多，但对防止电机在任何负载工况出现失速是十分必要的。
原则上，在轻载条件下，如果可以将过剩的励磁电流减少到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配，则可使电机的运行效率提高。
Powerboss（节电宝）通过改变电机的相位角来实现控制。下图中,电压V和电流I均以相量形式表示.两者之间的夹角即相位角。可定为电流超前或滞后电压的量。对于感应电机，电流通常滞后于电压。功率因数(QPF)是量化的电流-电压滞后的三角关系。
在不同的负荷条件下，相位角将随之改变。下图是电机电压和电流在不同负荷条件下的说明。请注意：在部分负荷条件下，相位角或电压电流之间的时间滞后将增加。通常在负载情况下，电机的电流滞后于电压30°；在空载情况下，电机电流滞后于电压80°。
Powerboss（节电宝）连续监测电机电压和电流之间的相位角，依据负荷的变化改变相位角.Powerboss通过使用三端双向晶闸管等半导体开关元件来"切削"电压而进行控制。
三端双向可控硅只允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机。如下图所示：这样的结果是降低了供给电机的均方根电压。结果，磁滞损耗最小化，相位角回到原来的大小。电机效率提高。.为了更好的理解为什么损耗会最小化。首先要分析电机负荷变化时将影响哪些因素。
我们知道，维持电机工作的电流是由两个不同的部分组成：负载或阻性电流(IR1)和感性或励磁电流(IM1)。感性电流依赖于电压和磁通密度。在一定程度上,阻性电流也是电压的函数。在满负荷也就是在满电压情况下，感性电流和阻性电流合成相位角QPF.当电机的负荷下降，一些参数将发生变化。产生负载转矩的阻性电流(IR2)和相对不变的感性电流(IM2)合成的相位角将增大，如下图所示：控制器通过降低电机的供电电压而减少感性电流(IM3)，起到使相位角趋近原来大小的作用，从而降低磁滞损耗。在轻负荷情况下，阻性电流产生的铁心损耗也将随着电压的降低而减少。因此，电机的电耗有效下降。事实上通过降低电压获得的节电将随着负荷的增加而快速下降。
正如前面所描叙，Powerboss（节电宝）通过切削电压波形而降低电机电压,当电机的电压降低,磁损耗也就相对减少。有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使电机的功率因数提高，降低了电机的定子电流，与电流的二次方成正比的供电线路损耗、电机绕组的铜损耗显著减少，电机的铁损下降，提高了电机的效率。
上面说了Powerboss（节电宝）的工作节电原理，我们再可以看看Powerboss（节电宝）与变频器有何不同：
简单的说来变频器是通过改变供给电机电源的频率，同时保证供电电源随频率成正比的变化，从而改变电机的输出扭矩来达到节能的目的。而Powerboss并不改变供电电源的频率，它是通过芯片中预设的检测程序来监控输给电机的电压和电流之间的相位角的变化，此相位角是随电机的负载变化在不断变化的，也就是说电机的功率因数在不断变化的。从而将电机因负载减小，而浪费的励磁电流的节省来达到节能的目的。同时提高了电机的功率因数。它和变频器所用的控制元件基本上相同，都是利用晶闸管的特性来控制的。
在应用的方面，变频器因改变了电机的频率，可能在某些设备上不能应用，诸如许多不能改变电机转速的设备上，象自动扶梯、皮带输送机等等；而且变频器在很多应用上，需要改变设备原有的一些参数，方能达到较好的效果。而Powerboss并不会如此，它既不需要改变设备原有的参数，也不会在应用范围上有何约束。而且安装了Powerboss后也不会影响设备原有的一切工作状况。
其他带来的相关效益：
Powerboss(节电宝)除了节省电能的功能以外，其内置的软启动功能更是降低了电机的机械劳损，更能有效的减低电机设备的维修成本，保护了电机，减少了电机的发热，延长了电机的使用寿命。Powerboss(节电宝)还可以与远程控制控制器和微机端口相接，可以轻松实现自动化远程控制，使设备自动化程度提高。
