异步电机在额定负载下的工作效率较高。传统采用额定励磁控制的变频器供电异步电机调速系统,进一步提高了异步电机额定工况下的运行效率。然而,当异步电机处于轻载运行或者负载变化范围较宽的工况时,常用的恒压频比控制和矢量控制方式普遍存在电机铁心损耗过高的问题,电能使用效率不佳。本文以变频调速系统的运行损耗最小为目标,在保证系统具有较高的动态响应特性的同时,实现异步电机节能控制。其主要研究内容包括:首先,建立考虑铁损的异步电机数学模型,基于MATLAB/Simulink平台实现该模型,并通过仿真对比分析的方式验证了考虑铁损的异步电机仿真模型的有效性。其次,在分析变频调速系统损耗及其效率优化控制原理基础上,推导对应电机系统可控损耗最小时的最优定子磁链,并将此磁链作为直接转矩控制系统的给定磁链,获得基于损耗模型的直接转矩控制异步电机效率优化节能控制策略。同时,基于MATLAB/Simulink平台实现直接转矩控制基本模型以及基于损耗模型的直接转矩控制优化模型,并进行仿真对比分析。仿真结果验证了节能控制策略在提升电机响应速度,降低变频调速系统损耗等方面的优良效果。再次,结合风机、水泵等负载的变频改造节能原理,在分析热电厂变频改造节能潜力基础上,提出符合负载机械特性的变频节能改造工程设计方案。以热电厂锅炉二次风机为例,实现包括节能系统的主电路、外部控制电路设计和软件设计。最后,以热电厂锅炉风机变频节能改造为例,结合风机等流性机械的变频节能原理,从直接效益和间接效益两个方面具体分析了风机变频改造所取得的节能效果。从单台送风机变频改造前后的年电能消耗总量差值,直接获得可节约电能;从提升控制精度、完善保护功能等方面分析了变频改造的优势。