能量传递有如下三条法则:尽量减少能量转换次数，缩短能量传递路径，提高能量的可控性。
1.减少能量转换次数提高能量利用率
例1:火车的发展减少了能量转换次数(图6－12)。
图6－12 火车的发展
蒸气机车能量利用率5%～15%;内燃机车能量利用率30%～50%;电力机车能量利用率65%～85%。
例2:气动蝶阀改成电动蝶阀。
气动蝶阀用气缸推动阀门转动，以打开或关闭阀门，如图6－13的右图所示。
可是气缸是要靠压缩空气推动的，这就需要靠压缩机产生压缩空气。即先把电能通过压缩机转换成压缩空气，再把压缩空气传给气缸产生机械能。为了减少能量转换次数，可以直接用电能驱动阀门，达到节能效果，这就是电动蝶阀，如图6－13所示。
图6－13 蝶阀
2.缩短能量传递路径减少能量损失缩短响应时间
例1:变频器(图6－14)。
图6－14 变频器的应用
交流电源经过变频器再接入电动机，改变变频器的频率，也就改变了输入电动机的电源频率，因而改变了电动机的转速，用这种方法可以对电动机进行无级调速，电动机后面的各种变速机构都可以去掉，也就是用变频器代替了各种变速机构，缩短了能量传递路径并减少了能量损失。
龙门刨床工作台在前进切削的时候速度要慢，后退不切削的时候速度要快，也就是要对工作台的运动进行调速。过去技术落后，只有直流调速比较简单，所以要先用交流电动机带动直流发电机发电，再带动直流电动机，并由直流调速电路对直流电动机调速，再驱动工作台往复变速移动。其能量传递路径很长，如图6－15所示。
图6－15 工作台能量传递路径示意图
龙门刨床是一种大型机床，要带着这样一个庞大的电力拖动系统，电力损耗很大。现在采用变频器，交流电动机后面的直流发电机、直流电动机、直流调速电路都可以省去，使能量传递路径大大缩短，节省了能源。只要在交流电动机之前装一个适当的变频器就可以了。
现在在每一个领域在工作中需要改变速度的地方，用变频器改变电动机的转速就解决了问题，而省去了一切变速机构。空调都用上变频器了。用变频器的一个特点就是省电!
例3:抽油机一次又一次缩短能量传递路径。
油田里的抽油机，由电动机带动曲柄机构旋转，横梁随之作上下摆动运动，再通过长达2～3千米的抽油杆，带动井下的抽油泵，把原油抽上地面。抽油机地面部分是一个重达几十吨的机械传动装置，特别是要连接很长很重的抽油杆，才能把动力传到抽油泵上，这个能源动力传递路径太长。在抽油机的横梁上为了平衡抽油杆的重量，还必须在另一头加上配重。显然，缩短这个路径，就是一个理想化的创新。首先考虑改变能源动力的形式。根据电机知识，这里可以采用作直线运动的直线电动机，这样地面机械传动部分就可以去掉，取而代之，直接用直线电动机驱动抽油杆，但平衡配重还不能去掉，如图6－16所示。明显地缩短了能量传递路径，简化了结构，节省了能源。
即使采用直线电动机传递路径比原来是短了，但很长的抽油杆还是原状，传递路径还是长，而且抽油杆还是一个引发事故的原因。所以，能去掉抽油杆，不仅使传递路径进一步缩短，而且还能减少事故。如果把抽油杆去掉，显然，就是要把直线电动机代替抽油杆，直接深入井下与抽油泵连接。这样一次又一次地缩短传递路径，把机械传动装置及很长的抽油杆，全都裁剪掉了，如图6－16所示机构大大简化，能源利用效率得到提高。
图6－16 抽油机
例4:三相电路断路器。主要功能是在发生短路、过载、欠压时切断电路，以对其他电器实施及时保护。
工作原理如图6－17。当电路短路时电流很大，电磁脱扣器衔铁被吸合向上运动，推动垂直杆上移顶起搭钩，锁扣在弹簧力的作用下，带动动触头左移，断开电路;断路器必须断得快，才能起到保护作用，可是这里采用电磁衔铁机械传动，惯性大，有间隙，能量传递路径长，动作慢，性能差;要动作快，显然不能用机械传动，要缩短能量传递路径;于是把机械传动机构全部裁剪掉，利用安培电流效应——同向电流的平行导线相吸，异向电流的平行导线相斥，做成了直接利用短路电流断路的断路器，大大缩短了能量传递路径，而且结构大大简化，如图6－18所示。短路时短路电流很大，左半边流向相反产生的斥力和右半边流向相同产生的吸力都足够使触头打开。
图6－17 机械断路器原理图
图6－18 利用短路电流直接断路
3.增加能量的可控性简化技术系统
如果系统组件可以更换，就将不易控制的场，更换为易于控制的场。
场的可控性由易到难排列如下:电磁场→电场→流体场→化学场→热场→声场→机械场→重力场。
能量向高一级的可控能量形式转换，也是技术系统进化的趋势。
例1:火车柴油内燃机是化学场，更换为电力机车是电动机，可以更方便地进行控制。
例2:有一些机器采用机械传动结构，控制困难，而且结构也复杂。如果采用液压气动传动，控制就会变得容易，结构也变得简单(图6－19)。如图中的液压起重机、挖掘机、举升机，乃至液压自动机床，都是采用直线运动的油缸驱动作往复运动，油路用阀门易于控制。这些场合如果采用机械传动，结构就会复杂而且庞大，又不易控制。所以增加能源的可控性，也是一项重要的能源传递法则。
图6－19 液压传动
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