2.2节电率与负载率之间的关系
空载损耗在总损耗中所占比例较大。空载损耗的主要成分是铁损和机械损耗，称为不变损耗;铜损和杂散损耗随电流的增加按平方关系增加，故称为可变损耗。“加电机输出功率的上升，效率最初明显呈上升趋势。负载率越低，空载损耗所占的比例就越大，调压节电率就越高”，但要达到最好的智能节电器节电率，还取决于调压幅度。虽然降压可以降低铁耗，但当电压降到一定程度之后，若继续下降，则电流又要增加，因而又增加了铜耗，因此要取得最好的节能效果，必须有一个合理的调压系数。
由于电压降低，电机负载不变，转差率增大，电动机输出功率也会有所减少，因此在实际测量过程中，节约的有功会比理论计算的要偏大。由于电动机的转矩与电压平方成正比，若电动机的转矩不变，则转差率近似地与电压的平方成正比。
从以上分析可看见，节电器节电率的高低取决于电机的效率、及负载特性电机轻载时采取降压的幅度。因此在对电机进行降压节电改造时，认真分析电机的运行特性有利于估算节电率，并将有利于成本的控制和回收。
2.3基于可控硅的节能原理
通过使用三端双向可控硅来“切削”电压控制电机电压和电流之间的相位角。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，
如图1所示，这样的结果是降低了供给电机的均方根电压，其结果是磁滞损耗最小化，相位角回到原来大小，智能节电器电机效率提高。维持电机工作的电流是由两个不同的部分组成：负载或阻性电流和感性或励磁电流。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。这样通过减低电机的供电电压而节能。基于单片机的电机电器设计控制系统硬件部分的构成如图2所示，
由AT89S52单片计算机系统、同步检测电路、晶闸管触发电路及外部信号处理接口构成。
3.1单片机系统
系统选用ATMEL公司的AT89S52单片机，该单片机内含3个定时器，2个外部中断源，内含8KB的Fla sh存储器，256B内部数据存储器，还有多种保护功能，在系统中无需扩充中断、定时控制芯片即可完全满足本系统工作要求。
电路中设置有两个智能节电器功能设定端口和一个故障输出端口，一个端口可设定晶闸管的给定方式，当端口闭合时由外部信号给定，另一个端口用于控制触发脉冲，当端口闭合时有脉冲输出，当端口断开时强制晶闸管脉冲关断。在系统工作不正常时，故障输出端口闭合，可外接报警器件。LED信号灯用于显示负载工作状态和电路在故障时的原因。