三、抽油机变频调速特点

3.1 变频器调速原理

为了解决上述问题，可将变频技术引入到游梁式抽油机控制中去。根据电机理论可知，其转速公式为：n=60f（1-s）/P 其中：P为电动机的极对数，s为转差率，f为供电电源频率，n为电动机的实际转速。从式可以看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，从而可以连续地改变提油机的抽油速度。根据电动机工作电流的大小确定电动机的工作频率，这样可以根据井况的变化，方便的调节抽油机的冲程，达到节能和提高电网功率因数的目的。同时变频调速器具有低速软启动，转速可以平滑地大范围调节，对电动机保护功能齐全，如短路、过载、过压、欠压及失速等，可有效地保护电机及机械设备，保证设备在安全的电压下工作，具有运行平稳、可靠，提高功率因数等诸多优点，是采油设备改造的理想方案。

抽油机节能目前来说比较成熟的方案就是采用变频器对其电机拖动系统进行改造，抽油机用变频器拖动有如下三个优点：

（1）大大提高了功率因数（可由原来的0.25～0.5提高到0.9以上），大大减小了供电电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损。以提高电网质量，减小对电网影响为目标的变频改造。这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的场合，为了避免电网质量的下降，需引入变频控制，其主要目的就是减小抽油机工作过程对电网的影响。

（2）可根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度，一方面达到节能目的，同时还可以增加原油产量。

（3）实现了的“软起动”，对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，延长了设备的使用寿命，提高了生产效率。

3.2 英威腾Goodrive200A变频器性能介绍

Goodrive200A变频器是我司开发的新一代开环矢量型变频器，可用来控制异步交流感应电机。产品采用国际lingxian的无速度传感器矢量控制技术，运用DSP控制系统，并且强化产品的可靠性和环境的适应性以及客户化的设计，功能更优化，应用更灵活，性能更稳定。

Goodrive200A开环矢量型变频器具有优异的空间电压控制性能，能满足不同客户多种应用需求。同时，Goodrive200A开环矢量型变频器具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，极大提高产品可靠性。

Goodrive200A开环矢量型变频器采用模块化设计，在满足客户通用需求的前提下，通过扩展设计可以灵活地满足客户个性化需求。强大的速度控制、简易PLC、灵活的输入输出端子、脉冲频率给定、摆频控制等，满足各种复杂传动的要求，同时为设备制造业客户提供高集成度的一体化解决方案，对降低系统成本，提高系统可靠性具有极大价值。

Goodrive200A开环矢量型变频器通过电磁兼容性整体设计，满足用户对应用场所的低噪音、低电磁干扰的环保要求。

四、油梁式抽油机的变频拖动及系统应用方案

在游梁式抽油机变频拖动的实际应用过程中出现了许多问题，这些问题主要集中在游梁式抽油机的发电状态产生的能量的处理上。

4.1 采用普通变频器加能耗制动单元

这种方式可比较方便的实现，但是以多耗电能为代价，这主要是因为发电能量不能回馈电网造成的。在未采用变频器时，电动机处于电动状态时，电动机从电网吸收电能（电表正转）；电动机处于发电状态时，电动机释放能量（电表反转），电能直接回馈电网的，并没有在本地设备上耗费掉。综合表现为抽油机的供电系统的功率因数较低，对电网质量影响较大。但是在使用普通变频器时，情况发生了变化。普通变频器的输入是二极管整流，能量不可反方向流动。上述这部分电能没有流回电网的通路，必须用电阻来就地消耗，这就是必须使用能耗制动单元的原因。

4.2 变频器加回馈单元控制

为了回馈再生能量，提高效率，可以采用能量回馈装置，将再生能量回馈电网，当然这样一来，系统就更复杂，投资也就更高了。所谓能量回馈装置，其实就是一台有源逆变器。按采用的功率开关器件的不同又可以分为晶闸管（SCR）有源逆变器及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）逆变器两种，它们的共同特点是可以将变频器直流回路的电压反馈到电网，如图1所示。加装能量回馈单元的变频器适用于交流50Hz，额定电压380V的异步电动机，实现软起动、软停车和调速运行过程控制。具有起动电流小、速度平稳、性能可靠、对电网冲击小等优点，可实现上下速度任意调节和闭环控制运行；用户可根据油井的液位、压力确定抽油机的冲机、速度和产液量，降耗节能，提高泵效；使设备减少磨损，延长使用寿命，高效节能低成本，实现在最大节能状态下的自动化运行。

变频器加回馈单元接线图