变频器在油田磕头机上的应用
伟创AC80B变频器在胜利油田上的应用
一、概述抽油机目前国内有很多中形式，一般常见的就是电视上看到的那种带有一个大大的扇形铁块那种，来回运动，形象地成为“磕头机”。
但是，传统的磕头机存在着起动冲击大，运行时耗电多，效率低下等诸多问题，加之油井情况复杂，时常出现稠油、结蜡、沙卡等现象，断杆、烧电机等现象也经常发生，电机得不到很好的保护，一旦出现故障，设备维修量大，因以上纵多原因，需要对抽油机设备进行改造。
伟创变频器AC80B是高性能电流矢量变频器，带异步电动机能无极调速，且对电动机保护功能优越，具有过流、过载、过压、欠压及失速等，且加减速时间可调，具有软启功效，启动电流是额定电流的1.1~1.3倍，可有效地保护电机及机械设备，具有电动机自学习功能，电动机参数辨识准确，提供电动机的运行稳定性和高效性，采用我司变频器，其使用效果甚是明显。
二、工艺流程抽油机是开采石油的一种机器设备，磕头机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。
其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。
抽油机其实和我们平时家里自己打的水井抽水的原理一样，也是通过一个活塞拉杆（抽油杆）的抽汲作用把油抽上来，然后通过地下埋的管道送走。
唯一不同的地方就是这个拉杆的动作是通过一个电机来带动的。
1 作为抽油设备，其运动为反复地上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块举升时，类似于杠杆的作用，将抽油机杆送入井中，滑块下降时，抽油杆提出带油至井口。
2 在滑块下降过程中，由于负荷减轻，电机拖动产生的能量无地方施放，势必进入再生发电状态，造成主回路母线电压升高，频繁的高压冲击会损坏变频器的主器件，包括电解电容及功率模块，因此增加制动回路，让再生电压能及时地释放掉，以保证设备在安全的电压下工作。
18.5KW以下变频器具有内置制动单元，18.5KW以上的需要另行购置制动单元。
磕头机
烧电机（对电动机没有可靠的保护功能）
设备维修量大
变频方案
基于原始方案中出现的以上原因，我们采用变频调速技 术，依据油井的实际需求——
1、调节抽油机的冲程次数
——改变电动机的速度，使得磕头机的运行与油井的具体工 况匹配 到最好的程度。比如：对于富矿，可以提升电动机的速 度，使之高于50HZ，从而提高了产油率；而对于贫矿，要相应的 降低电动机的速度，使之低于50HZ，从而实现了节能，同时也延 长了设备的使用寿命。
以上为加变频器后的节能计算，我再看看每台变频 器4年内安装维护总费用按20000元算，由此可以看出
在第一年内就可以收回成本，一台A-B变频器的平均寿
命为4年，那么光节能，在以后的三年内至少就可节省 6万多元的电费。
3、变频器的节能可达到25%以上 在采油的中后期，油井的渗透情况变差，此时电动机如果还以 50HZ的速度运转，那么势必会造成很大的浪费，此时使用变频器将 电动机的速度适当降低，使设备与工矿很好的配合从而实现了节能。 综上变频器的节能可达到25%以上
安装变频器以后的节电效果计算
对于7.5KW的电动机来说：
A-B PF4系列变频器在磕头机上的应用
PF4系列 变频器在磕头机上的应用
抽油机也叫磕头机
它利用交流异步电动机通过皮带轮驱动抽油机架上减速传动装 置，牵动柱塞泵中活塞往复运动，将渗透到柱塞中的原油提取出 来。
其出油产量取决于： 柱塞泵的冲次数
渗透情况
漏失时间 井下环境
原始方案
传统的磕头机普遍存在缺点： 起动冲击大 运行耗电多 效率低下 复杂油井（稠油、结蜡、沙卡）会产生： 断杆
变频方案
5、可实现变频与工频的自动切换，保障设备的连 续工作
6、强大的保护和诊断功能，有效地保护了电动机 和设备的正常工作运行
RF300A变频器在油田磕头机上的应用
RF300A变频器在油田磕头机上的应用摘要：电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。
因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
本文介绍了采用变频调速技术，使抽油机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的提高，达到节能增产的目的。
一．概况抽油机是目前采油生产中的主要设备，其数量达10万台以上。
电动机装机总容量在3500万KW，年耗电量达百亿度以上。
抽油机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。
因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
二．抽油机变频改造的几个好处1、大大提高功率因数，（0.25～0.5提高0.9以上）。
减小了供电电流，从而减小了电网及变压器的负荷。
2、动态调整抽取速度，一方面节能，同时增加原油产量。
3、实现真正“软起动”对电机变速箱抽油机，避免过大机械冲击，延长设备使用寿命。
抽油机作业场景三．抽油机负载分析1、国内应用最广泛的是游梁式竖井抽油机，它有三部分组成：1）地面部分：由电动机、减速器和四连杆构成；2）井下部分：抽油泵（吸入阀、泵筒、柱塞和排油阀），它悬挂在套管中的下端；3）抽油杆柱：连接地面抽油机和井下抽油泵的中间部分2、抽油机的电机负荷是按周期变化的，开始起动时，负荷很大，要求启动转矩很大。
正常运行时负荷率很低，一般在20%左右，高时负荷率只有30%。
电机的负荷曲线有2个峰值，分别为抽油机上、下冲程的“死点”。
未进行平衡的条件下，上、下冲程的负载极度不均衡，在上冲程时，需要提起抽油杆柱和液柱，电机需付出很大能量。
在下冲程时，抽油杆柱对电机作功，使电机处于发电状态。
通常在抽油机的曲柄上加上平衡块，消除上下冲程负载不平衡度。
平衡块调节较好，其发电状态的时间和产生的能量就小，由于抽油载荷是每时每刻在变化，平衡配重，不可能随抽油负荷作完全一致的变化，绝大部分抽油机配重严重不平衡，从而造成过大的冲击电流，冲击电流最大可是5倍的工作电流，甚至达到额定电流的3倍。
变频器在石油开采中的应用
变频器在石油开采中的应用在石油开采行业中，变频器是一种非常重要的设备，其应用广泛且具有显著的效果。
本文将介绍变频器在石油开采中的应用，并探讨其在提高采油效率、降低能耗、保护设备等方面的优势。
一、变频器简介变频器，又称变频调速器，是一种能将电能转换成可调频率的电子设备。
它可以通过调整电源的频率实现电机的调速运行，从而实现对石油开采设备的精确控制。
二、提高采油效率1. 高效控制变频器可根据实际需要精确控制石油开采设备的工作速度和转矩，以适应地下油藏的不同工况。
通过调整驱动电机的转速，能够实现对抽油机、搅拌机等设备的精准控制，从而最大限度地提高采油效率。
2. 减少停机时间传统的固定频率供电方式下，石油开采设备在启动和停止过程中可能需要耗费较长的时间，导致生产效率下降。
而变频器可以实现快速启动和停机，减少了设备的停机时间，提高了生产效率。
三、降低能耗1. 节能降耗传统的石油开采设备通常采用固定频率供电，无法根据实际需求进行调整，造成能耗的浪费。
而变频器可以根据设备负载和工作需要实时调整供电频率，使电机运行在高效工作区间，从而达到节能降耗的效果。
2. 降低电网负荷石油开采设备经常需要启动过程中瞬时电流较大，会给电网带来冲击。
而变频器可以通过软启动功能，使设备在启动时电流平稳地逐渐增加，减轻了电网的负荷，降低了对电网的影响。
四、保护设备1. 减少设备损耗传统的石油开采设备在启动和停止过程中容易产生冲击和损耗。
而变频器通过软启动和停机功能，使设备启停过程更加平稳，减少了设备的冲击和损耗，延长了设备的使用寿命。
2. 预警功能现代的变频器通常具备故障诊断和预警功能，能够实时监测设备状态，一旦发现故障，及时进行报警和保护，避免了故障进一步扩大，保护了设备的安全运行。
五、结语变频器在石油开采行业中具有广泛的应用前景。
通过提高采油效率、降低能耗和保护设备等方面的优势，变频器能够为石油开采企业带来显著的经济和环境效益。
在未来的发展中，我们有理由相信变频器将会在石油开采中扮演越来越重要的角色。
变频器在石油化工中的应用
变频器在石油化工中的应用随着现代工业技术的发展，变频器技术在石油化工行业中得到了广泛应用。
变频器能够控制电机的转速，并使其在高速、低速和停机等过程中平滑运行，为石油化工加工企业提高生产效率、降低能耗、提高产品质量和降低噪音等方面带来了积极的影响。
本文将从几个角度探讨变频器在石油化工中的具体应用。
一、加工设备方面的应用在石油化工企业中，常见的加工设备包括各种泵、压缩机、风机等。
这些加工设备使用电机作为驱动力，而电机的运行与变频器有着密切关系。
变频器通过调节电压和频率等参数，能够控制电机的运行速度，实现对加工设备运行的精准控制。
在实际应用过程中，变频器还可以检测电机的运行状态，并通过自动调节使得设备保持在一个最优状态下工作。
二、节能方面的应用石油化工加工过程中的能耗一直是困扰企业的问题。
变频器作为一种节能设备，可以对电机进行数字化控制，降低了电机运行的机械损耗，进而降低了能耗。
变频器还能够对电机进行精准控制，避免了设备过渡工作，进一步减少能源消耗，达到了节能的目的。
三、调节品质方面的应用变频器在调节加工设备的运行速度时，不仅可以使设备运行更为平稳，还可以节省大量的原材料，减少产品的损耗率，提高工作的效率和产品的品质。
同时，通过变频器调节后，设备的空载率和部分负载率变小，因而降低了噪音，改善了工作环境。
四、自动化方面的应用随着石油化工行业的不断发展，要求加工过程更加自动化，这就需要在加工设备上装置控制器，变频器就可以通过与传感器的组合，实现智能化、自动化的控制。
同时，由于变频器的数字化控制和自动化控制的能力较强，因此可以实现对加工过程的远程监控和管理操作，提高生产效率和质量。
总之，变频器技术在石油化工行业中应用广泛，其作用不仅在于节能和高效，同时还可以有效地改善工作环境，提高产品的品质，为石油化工企业创造了更好的生产环境和生产效益。
随着变频器技术的不断发展和完善，将会在石油化工领域发挥更加广泛和深远的作用。
变频器在各作业的运用
变频器在各作业的运用油田运用如今，在油田抽油设备中，以游梁式磕头抽油烟机运用最为广泛，数量也最多。
可是，传统的磕头机广泛存在着起动冲击大，作业耗电多，大马拉小车、功率低质等很多疑问，加之油井状况凌乱，稠油、结蜡、沙卡景象较多，断杆、烧电机等景象常常发作，对电动机没有牢靠的维护功用，设备修补量大，为此，急需对现有的抽油机设备进行改造。
在前期井中，因为刚开掘，储油量大，跋涉转速的办法，让变频器作业至65Hz，频率跋涉了1/3，相应地电机转速跋涉了30%，其采油量也相应跋涉，其概括采油率可比工频状况下多采油20%，工效跋涉了1.2倍，很受油田采油工的等候。
在中、后期井中，因为井储量削减，电机若仍工频作业，必定糟蹋电能，构成不必要的损耗，因而咱们选用下降转速的办法，削减冲程，通常将变频器的频率作业至35~40Hz之间，这么电机转速下降了30%，加之采油设备通常负荷较轻，节省用电率可达25分配，并且跋涉了功率因数，削减了无功损耗。
变频用具有软启/软停功用，在电机主张时，削减了对抽油烟杆的机械冲击，对稠油、结蜡、沙卡、等都能有用地进行维护停机，以维护电机及机械设备，削减修补量，避免断杆，变频器对过压、欠压、过载、短路及电机失速都能牢靠地维护，对延伸电机的寿数，削减机械设备的磨损等，都具有极好的效果。
风机运用（焦化）传统风机流量的计划均以最大的风量需求来计划，其调整办法选用档板、风门、回流、起流、起停电机等办法操控，开法构成闭路回路操控，也较不思考省电的观念。
电气操控选用直接或Y-△起动，无法具有软起动的功用，机械冲大，翻滚寿数短，哆嗦及噪音较大，需求的电源的电源（电网）容量大，功因较低一级是其首要的疑问点。
水泥厂运用bull;机立窑供风体系变频调速设备变频用具有软起动功用，电机主张时，无大电流冲击，延伸设备运用寿数；因为变频器可恣意调度风机电机转速，因而可按所需风量精确调度风量，无须旁路放风、削减水泥粉尘污染、节省用电可达25%--40%。
变频器在油田生产中的应用
使 变频 器损坏 。但在 实 际工作 中 ， 别是 电源 线架 空引 入 的情 况下 ， 特 单靠 变 频 器的 吸收 网络是 不能 满足要 求的 。在雷 电活跃地 区 ， 一 问题尤 为 重要 ， 这 如 果 电源是架 空进线 ， 在进 线处装设变 频专用避 雷器（ 选件）或有 按规范要 求在 离 ， 变 频器 ２ ｍ 的远处 预 埋钢管 做专 用接地 保 护。如 果 电源是 电缆引入 ， ０ 则应 做 好 控 制室的 防雷 系统 ， 以防雷 电窜入 破坏 设备 。实 践表 明 ， 这一 方法 基本 上 能 够 有 效解决 雷 击问题 。 变频 器 电磁谐 波污染 及抑 制措施 虽然变 频器在 工业 生产 中具 有无 可 比 拟的 优越性 ， 是 由于变 频器 中要 进 行大功 率 二极 管整 流 ，大功 率 晶体 管逆 但 变， 结果是在输人输出回路产生高次谐波电流， 对供 电系统，负载及其他邻近 电气设 备产 生干 扰 ， 尤其是 在对 防干 扰要 求 比较高 的高 精度 仪表 ， 算机 控制 计 系统 等应用 中， 波干扰 问题尤 为 突 出 变频器谐 波产 生机 理 实 际上 不限 于 谐 通用 变频器 ， 晶闸 管供 电的直 流电动 机 、 无换 向器 电动机 等凡 是在 电源 侧有 整 流 回路的 ， 将产 生 因其非 线性引 起的 高次谐 波 。 输入 端谐 波产 生机 理变 频 都
傅 立叶级 数分 解为基 波 和各次谐 波 ， 波次数 通常 为 ６ 谐 ｎ士１ 次高 次谐 波 ， 中 其 的 高次谐 波将 干扰 输人供 电系统 。如果 电源侧 电抗 充分 小 、换 流重叠 角 “ 可 以忽略 ， 么 ｒ次高次 谐波 为基波 电流 的 ｔ ｎ 输 出端谐 波 产生机 理 在 逆变 那 １ ／。 输 出 回路 中， 出电流信 号是 受 Ｐ Ｍ 载波 信号调 制 的脉 冲波 形 。对于 Ｇ 输 Ｗ ＴＲ 大 功率逆 变 元件 ， Ｐ 其 ＷＭ 的载波 频率 为 ２ ３ Ｈｚ而 Ｉ Ｂ － ｋ ， Ｇ Ｔ大功 率逆 变元 件 的 Ｐ ＷＭ 最 高载频 可达 １ｋ ｚ ５ Ｈ 。同样 ， 出回路 电流信号 也可 分解 为 只含基 波和 输 其他 各次谐 波 。高 次谐 波危 害 与 一般 无线 电 电磁 干扰 一样 ， 频器 产生 的高 变 次谐 波通过 传导 、电磁 辐射和 感应 耦合 三种方 式对 电源 及邻 近用 电设 备产生 谐 波 污染 。 传导 是指 高次谐 波按 着各 自的 阻抗分 流到 电源 系统和 并联 的 负载 ， 对并 联的 电气设 备产 生干扰 ， 到耦 合是指 在传 导的 过程 中 ， 频器 输 出线 感 与变 平行 敷设 的导 线又会 产生 电磁耦 合形 成感应 干扰 电磁辐 射是 指 变频器 输 出端 的高 次谐 波还 会产 生辐 射作 用 ， 邻近 的无 线 电及 电子 设备 产 生干扰 。 对 作者 简介 ： １ ．张卫 华 男 中专 １７ ．５ 胜利 油田滨 南采油 厂 一矿 １ １ ，１９ ９ ３０ ０队 ９６ 年 毕业于 胜 利油 田 中等专业 学校 。 邮编 ２６ ０ 。２ ５６ ０ ．牟焕 明 男 胜 利油 田 石 化总厂 重催 车间 邮编 ２ ７０ １６ ．２ ０ 年 毕业 于胜 利油 田职 工大 ５０ ０ ９ ９０ ．２１ １ 学 ３ ．崔 云江（９２ １．８， ， 专 ， 事集输 系统 自动 化应 用 ，原油 脱水 １７ ．１ １）男 大 从 方 面工 作。胜 利油 田滨 南采油 厂集 输大 队 二 首站 邮编 ２ ６０ ４ ５６ ０ ．孙 立平 男 胜 利油 田滨 南采油 厂水 电讯 管理 大队 ｌ 邮 编 ２ ６ ０ 大 专 ，０ １ 队 ５６０ ２ １ 年毕
变频器在石油化工行业中的应用
变频器在石油化工行业中的应用石油化工行业作为国民经济的重要支柱产业之一，在生产过程中需要大量的电力来驱动设备，而变频器作为现代电力控制技术的代表，被广泛应用于石油化工行业中，为其生产过程提供了高效、稳定的电能控制和节能优化的解决方案。
一、变频器的基本原理及功能变频器是一种能够实现调节电压、电流和频率的电力变换设备。
其基本原理是通过功率变换电路将输入的固定频率和电压的电能转换成可调造成频率和电压的电能输出。
这种可调性使得变频器在石油化工行业中具备如下功能：1.1 电能调节功能通过变频器的精确调节，可以实现对石油化工生产设备的电压和频率进行优化和控制。
这对于生产设备的稳定运行和工艺参数的精确控制至关重要。
1.2 节能功能石油化工行业是一个巨大的能源消耗行业，节能减排一直是行业发展的重要目标。
变频器通过调节输出电压和频率，实现对设备的精确控制，能够避免过量耗能，提高能效，从而降低能源消耗和生产成本。
1.3 启动控制在石油化工行业中，很多设备的启动电流大，启动过程对电网压力造成冲击，甚至会引起设备或电网故障。
变频器具备启动控制功能，可以通过平滑启动和调节电压电流的方式，减少启动冲击，保护设备和电网的正常运行。
1.4 高可靠性控制石油化工生产是一个高风险的行业，生产设备的高可靠性是保障生产安全和连续稳定运行的重要条件。
变频器作为先进的电力控制装置，具备自我保护功能，可以在设备故障或异常情况下自动停机或报警，保护设备和人员的安全。
二、变频器在石油化工行业中的典型应用2.1 离心压缩机控制离心压缩机是石油化工过程中常见的关键设备之一，其运行状态和能耗直接关系到整个生产过程的效率和成本。
变频器可以精确控制离心压缩机的运行频率和电压，使其根据实际需求进行自动调节，提高运行效率，降低能耗。
2.2 泵控制在石油化工生产过程中，泵作为脱水、输送流体等关键设备，对于流程的稳定与否至关重要。
变频器可以根据流量需求精确调节泵的运行速度，实现高效稳定的流体输送，降低能耗，提高生产效率。
变频器在石油化工行业中的作用
变频器在石油化工行业中的作用石油化工行业是国民经济的支柱产业，其生产过程中的能源消耗量较大。
为了提高生产效率，降低能源消耗，保护环境，变频器作为一种重要的电力调节设备，在石油化工行业中发挥着至关重要的作用。
一、提高设备效率在石油化工生产过程中，各种精细化工设备如泵、风机、压缩机等运行频率不同，但传统的固定频率供电无法满足其运行需求。
变频器通过调整电源的频率和电压，使得设备能够根据实际工况的变化灵活地调整运行速度，从而实现设备的最佳效率。
例如，在石油化工生产中，往往需要对泵进行磨料输送或精细掺混。
传统电机无法适应不同工况下的速度调整，而使用变频器可以根据需要实现精确的流量控制，提高设备运行效率。
二、降低设备能耗石油化工行业的生产过程中，各类设备的能源消耗占据了很大比例。
传统的固定频率供电的方式使得设备无法根据需求灵活调整运行状态，限制了能源的有效利用。
而使用变频器可以调整设备的运行频率，实现按需调速，从而降低能源消耗。
例如，石油化工行业中的风机系统，传统的风机多采用调节叶片来调整风量，但效果有限且能耗较高。
而使用变频器可以根据实际需要调整风机转速，提高风机的运行效率，降低能耗。
三、改善设备运行稳定性石油化工生产中，许多设备的运行速度需要精确控制，而变频器具有出色的速度控制性能。
通过变频器的反馈控制，可以实现精确的速度控制和运行稳定。
例如，在石油化工行业中，用于流体搅拌的搅拌泵往往需要实现任意的转速调整，以满足不同的生产需求。
传统的固定频率供电方式无法满足要求，而使用变频器可以根据需要精确调整搅拌泵的转速，改善设备的运行稳定性。
四、减少设备维修和维护成本石油化工行业的设备常常受到大量的磨损和故障。
传统的固定频率供电方式使得设备在启动和停止过程中受到较大的机械冲击，容易导致设备的损坏和维修。
而变频器具有软启动和缓停功能，可以减少设备的机械冲击，降低设备的维修和维护成本。
此外，变频器还可以监测设备的运行状态，提供故障诊断和报警功能，及时发现设备异常，减少停机维修时间，提高设备的可靠性和稳定性。
变频器在油田磕头机上的节能与能量
变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。
要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。
油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。
游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。
具体怎么样应用可以参照SAJ变频器在游梁式抽油机上的应用。
1.磕头机工作原理当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。
上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量。
在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。
抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。
为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。
这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。
为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。
在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。
目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两个发电机运行状态。
当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。
2. 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面一方面是再生能量的处理问题,游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。
西驰变频器在油田抽油机上的应用
西驰变频器在油田抽油机上的应用一、抽油机概述抽油机是开采石油的一种机械设备，俗称“磕头机”，通过加压的方法使石油出井。
抽油机是我国油田上最经常使用的采油设备，相关数听说明，目前我国抽油机的保有量在10万台以上，其电机总装机容量达到3500兆瓦，年耗电量超过百亿千瓦时。
但常规的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲次调剂困难等明显的缺点，因此连年来，针对抽油机的各类电控节能技术不断涌现，如当场无功补偿、星角转换运行、能量回馈、调压及变频调速技术等等。
最近几年来，随着变频技术的成熟及生产本钱的降低，以变频器为核心的变频调速节能技术在采油行业取得了踊跃的推行应用。
二、抽油机工作原理抽油机是利用交流异步电动机通过皮带轮驱动抽油机架上减速传动装置，牵动柱塞泵中活塞往复运动，将渗透到柱塞中的原油提掏出来。
其出油产量取决于柱塞泵的冲次数、渗透情形、漏失时刻和井下环境等因数。
以往电机恒速运行，上下冲程时刻大体相当。
关于一些渗透情形较差的油井，如上下冲程时刻相等，那么其柱塞中液体的饱和度较小，上升时刻太长，漏失时刻大，严峻阻碍产量，增加电耗；另一方面，由于抽油机的配重不平稳，往复进程中势能将以再生反电势的形式冲击电网，组成内耗，污染电网，无益于电网的利用。
◆结构分析图一为游梁式抽油机的结构示意图，其结构实际上是一种变形的四连杆机构，以游梁支点为中心，左端为配重载荷，右端为抽油载荷。
图一：游梁式抽油机结构示用意标识名称标识名称1 抽油泵 6 游梁拉杆2 出油口7 配重块3 抽油杆8 减速装置4 驴头9 电动机5 游梁抽油机的大体工作进程为：电动机经减速装置带动配重块旋转往复运动，从而拉动游梁使驴头不断上下运动(即上下冲程)，最终带动活塞式抽油泵抽油。
在上冲程运行时，电动机和配重块需克服抽油载荷做功。
在下冲程时，驴头及抽油装置迅速下降，电机实际转速会超过同步转速使电机处于发电运行状态。
对电机来讲，若是抽油载荷和配重载荷形成的扭矩相等或差值很小，那么用很小的动力就能够够推动抽油机工作。
油田抽油机节能与变频技术应用浅析
油田抽油机节能与变频技术应用浅析发布时间：2021-07-21T15:33:29.017Z 来源：《工程管理前沿》2021年3月第9期作者：夏正华江鹏[导读] 随着油田的开发，地层本身能量不足以使原油产生自喷，原油开采的方式由自夏正华、江鹏中国石油工程建设有限公司北京 100120中国石油工程建设有限公司北京设计分公司北京 100085摘要：随着油田的开发，地层本身能量不足以使原油产生自喷，原油开采的方式由自喷采油法转入机采。
抽油机是机采油田的耗电大户，使得原油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。
本文主要分析油田抽油机的节能，并结合变频技术提高电能的利用效率，从而保证油田正常生产，提高油田经济效益。
关键词：抽油机；节能；变频引言我国大多数的油田已相继进入了油田开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能力，基本上已从自喷转入机采，其中抽油机采油井占油田总井数约为90%抽油机的运行效率特别低。
近几年，随着油田油气勘探开发的深入，稳油控水和节能的要求也不断提高，抽油机是油田的耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40%，使得油井开采的电费成本居高不下，而抽油机的运行效率特别低。
为提高节能环保，目前已有部分的油井使用了节能设备，如各种节能型抽油机、节能型电机以及节能配电箱，各油田已经配套使用了许多变频控制，在保证生产的前提下，合理使用能源，也需最大限度地节约电能，以取得较好的经济效益。
1 抽油机工作原理抽油机（磕头机）是油田中后期石油开采中的必备设备。
每口原油生产井都至少使用一台抽油机，将深藏在地下(或海水中)的石油通过抽油管抽出。
抽油机的每个工作循环可分为4个阶段，即上提抽油杆，下放抽油杆，从上提抽油杆转换为下放抽油杆，从下放抽油杆转换为上提抽油杆。
游梁式抽油机的地面部分一般由电动机、减速器和四连杆机构(包括曲柄、连杆和游梁)等组成，工作时电动机通过三角皮带带动减速箱减速后，由四连杆机构把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，用驴头带动抽油杆作上下往复的直线运动，即可将原油从油井中抽出。
浅谈变频器在油田机采中的应用
油 田抽 油机 提 高效率 、 节能 的 有 ＿ 选 设备 。
３抽油 机变 频 改造 的优 点
１ ）提 高 了功 率 因数 ，减 小 了供 电电流 ，从 而减 轻 了 电 网及 变 压器 的
游 梁式 拙 油机 是 日前采 油 生产 中 的主要 设 备 。 由于 游粱 式抽 油机 起 动
力矩 大 、惯性 大 ，在 国 内油 田使用 的抽 油机 普 遍存 在 的 问题 是 ：大 马拉 小 车 ，运 行 效 率 非 常 低 ，平 均 运 行 效 率 只 有 ２ ５ ％ ，功 率 因 数 低 ， 电 能 浪调 速 在 油 田抽 油机 上 的应 用 ，改 变 Ｊ ， 以 往 以 固定 冲 次 工 作 的 状 况 ，现 场 操 作 更 加 灵 活 ， 降 低 油 田 原油 的生 产 成 本 ，创 造 可观 的经 济效 益 。 ２游粱 式抽 油机 的工 作原 理及 负 载分 析 抽 油机 的 作用 是将 电动 机 的旋 转运 动变 成悬 点 的往 复运 动 。系统 工作 时， 电动 机通 过 皮 带和 减速 器 带动 曲柄作 圆周运 动 ，曲柄 通 过连 杆 带动 四 连 杆机 构 的游 梁 ， 以支 架上 的 轴承 为 支 点做 上 下摆 动 ，通 过驴 头 把游 梁 前
负担 。
参考文献：
［ １ ］ 谢 晓曦 、
２ ００ ９， ８．
栋 、 张 建 刚 ， 变 频 器 在 抽 油 机 Ｌ的 应 用 ， 电 气 时 代
２ ）可 根 据油 井 的 实际 供 液 能力 ，动 态调 整 抽取 的速 度 ， 以达 到 节能 目的 ，同 时还 可 以增加 原油 产量 。 ３ ）抽 油机 变 频 改造 大 大 避免 了对 设备 的零 部件 的机械 冲 击 ， 也就 延 长了设备 的使用 寿 命 ，更有 效 的避 免停 产 的发 生。 ４ ）通 过 人 机 界 面 可 实现 对 变 频 器 的 监 控 功 能 ： 频 率 设 定 ， 频 率 改 写 ，输 出 电压 ， 电流 等 。对 变 频 器 的 控 制 功 能 ： 运 行 ，停 机 ，故 障 复 位
变频器在采油方面的应用
变频器在采油方面的应用变频技术是一种很“时髦”的高新技术，它之所以受青睐，就是因为它能让电动机节能。
它能把50HZ电网电源改造成频率连续可调的电源，从而让电动机的转速大范围的连续可调，这正是节电的保证。
油田的采油设备是全天候工作的，它是不分春夏秋冬白天黑夜的。
它若能节电，累积效果将会十分明显。
在电视上或油田的公路上，我们常会见到磕头机，它体积庞大、动作迟缓，那就是采油设备的一种，称作游梁式抽油机。
由外表就可推知，它消耗了大量钢铁资源，又肯定是用电大户。
若能用高新技术武装采油设备，让它尽量少消耗钢铁资源，尽量少地消耗电能，那么采油设备不就变“绿”了吗？以下举两个例子来说明变频技术对采油设备的改造。
直线电机抽油机的变频驱动磕头机即游梁式抽油机，它要把电动机的高速旋转转换成缓慢的上下直线的往复运动，以便带动抽油泵柱塞上下运动，这套减速、换向机械结构使这种抽油机自重达24吨，电动机的功率达30KW~55KW。
现在有了一种直线电机，它没有一般电动机的转子，取而代之的是上下直线往复运动的动子。
用这种电机去直接带动抽油泵柱塞上下往复运动，甩掉了减速器、曲柄连杆和游梁等笨重的机械部分，使抽油机的自身重量大大降低，对驱动力的要求降低，机械维护量大大减少，而性能又大大提高。
它不但冲程、上下往复频率可调，还能实现上快下慢、上慢下快、上下等速的三种抽油作业。
在悬点最大负荷相同的前提下，电动机的功率有1/3就足够了。
这就是说直线电机抽油机比老式机更“绿”了。
直线电机不能用50HZ的电网驱动，必须用变频器来驱动，因为它要求的电源频率只有几个赫兹，所以说“绿”来自变频技术。
山东风光电子有限责任公司与直线电机研制部门合作，已经在华北油田装备了几口井，取得了令人满意的结果。
潜油电泵的变频驱动另外一种常见采油设备叫潜油电泵，它被安装在地下1000米~3000米深的井里，泵在电动机的带动下高速旋转，将油抽到地面上来。
传统的工作方式是电网直接供电，工程上称其为全压工频工作。
高压变频器的7大应用领域
高压变频器的7大应用领域
高压变频器的7大应用领域变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
1、油气钻采业：变频器运用在石油挖掘业，首要用于采油机(磕头机)、注水泵、潜水泵、输油泵、气体压缩机等负载类型的电机，首要以电机节能为意图。
2、冶金业：高压变频器在冶金职业的运用首要有板材和线材的轧机、卷取机、风机、料浆泵等，首要以电机节能为意图。
3、电力工业：电力职业也是变频器产物的重要运用范畴之一变频器产物首要用来改动煤量、粉量、水量等，以习惯负载的改变，结尾到达节约动力、进步操控工艺水平的意图，对火电厂的节能、降耗、减排、安全、安稳运转有重要意义。
4、供水：共用工程中的给排水体系、污水处理体系等。
这些设备首要是风机水泵类电机负载，运用高压变频器的节能作用非常杰出，通常可以完成节电30%左右。
5、石化工业：石化工业是国家经济发展的动脉。
变频器首要运用于石油加工(炼油)中的各类泵、压缩机和共用工程等方面，以到达节能和操控工艺水平的意图。
6、建材工业：建材工业是我国重要的资料工业，其产物包含建筑资料及制品、非金属矿及制品、无机非金属新资料三大类别。
变频器产物首要运用于建材工业的鼓风机、粉碎机、皮带传送机、排气风机、回转窑等设备。
7、煤炭业：变频调速技能用于煤炭职业的矿井提升机就能起到较好的节能作用。
当前发达国家已将变频器遍及用于带式输送机的调速或带式输送机的起动操控、风机调速(包含主通风机和部分通风机)以及水泵的调速。
为上述设备中的电机装备变频器除了进步传动功能外，更首要的是可以节省动力。
变频器的油田应用及节能效果
变频器的油田应用及节能效果摘要：变频器是一种能够改变电机运行频率和输出功率的设备，广泛应用于油田生产中，对石油企业的节能、控制起到积极作用。
本文以某作业区为调查对象，介绍了变频器在其油田生产中的具体应用。
然后，重点分析、比较了使用IGBT高压变频器应用于注水泵的节能效果。
结果显示，采用变频调速可以显著降低能耗，提高能源利用效率，对油田生产具有积极的促进作用。
关键词：油田变频器；节能效果；IGBT高压变频器引言随着油田进入高含水阶段，在开采过程中，节能降耗与安全生产已经成为了油田生产的两大重点，变频器的使用能够满足节能降耗和安全生产的实际要求。
变频器是一种电能控制设备，其通过控制功率半导体设备，将固有的工作频率转换成可调节的频率，为了节能、调节和保护，油田开采过程中主要采用了异步或同步交流电动机转速的方法[1]。
经过十多年的发展，变频器在油田生产中得到了广泛的应用，如何更好地对其进行科学的管理与使用，从而有效地延长其使用寿命，提高其投入产出比，是管理者应当考虑的问题。
一、变频器在油田生产中的具体应用变频器在油田生产中的应用已越来越广泛，在不同的具体条件下，变频调速的关注点和节电的关注点也各不相同。
其应用范围可划分为站库、单井；按用途划分为开采、加工、运输；按应用地点的工艺、设备分类，可分为螺杆泵（侧驱、直驱）、抽油机、原油外输、污水反冲洗、聚合物配制和注入、注水、锅炉给水、恒压供水、消防和加热炉自动点火等；在节能方面，主要有原油外输、聚合物注水、螺杆泵、水泵；污水反冲洗，锅炉给水，加热炉的自燃等着重于调节，使得受控的量能满足设计及生产的需要。
本文以大庆油田第三采油厂第二作业区为例，将变频器按应用场所进行了分类，并将其数据列于表1中。
表1 不同场所变频器使用情况二、IGBT高压变频器应用于注水泵的节能效果分析（一）原有控制流量方式在油田高压注水系统中，通常都是通过开关阀来实现对注水过程中的流量、压力的调节。
变频器在油田中的应用
变频器在油田中的应用1 引言变频器自20世纪80年代在中国推出以后，在在国民经济和日常生活中发挥着日益重要作用，已经被广泛的应用于企业的工业生产以及人们的日常生活中。
变频器广泛应用,主要得益于其优良的节能特性和调速特性。
中国产值能耗是世界上最高的国家之一。
要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速已成为节能及提高产品质量的有效措施。
油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，在油田中的以风机、泵类负载为主，因而决定了变频器在油田中的应用应以节能为第一目标。
油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。
下面从这几个方面对变频器在油田中应用情况进行详细的说明2 变频器在游梁式抽油机控制中的应用目前，在胜利油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机应用最为普遍，数量也最多。
一方面，游梁式抽油机运动为反复地上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似于杠杆的作用，将采油机杆送入井中，滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电机转速一定，在滑块下降过程中，负荷减轻，电机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电机进入再生发电状态，将多余的能量反馈到电网，引起主回路母线电压的升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低，面临被供电企业罚款的危险;频繁的高压冲击会损坏电机，对电动机没有可靠的保护功能，一旦电机损害，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大的经济损失。
另一方面，游梁式抽油机引入两个大质量的钢质滑块，导致抽油机的起动冲击大等诸多问题。
除了上述两方面问题之外，油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其自有的运行特点，在油井开采前期储油量大，供液足，为提高功效可采用工频运行，保证较高的产油量;在中、后期，由于石油储量减少，易造成供液不足，电机若仍工频运行，势必浪费电能，造成不必要的损耗，这时须考虑实际工作情况，适当降低电机转速，减少冲程，有效提高充盈率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三晶变频器在油田磕头机上的应用一、 前言进入21世纪，变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。
要解决产品能耗问题，除 其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。
油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在 游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。
游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机 系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。
本文主要介绍SAJ 变频器在游梁式抽油机上的应用。
一、 磕头机的工作原理图1 游梁式抽油机实物图如图1,游梁式抽油机实物图所示,当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。
上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件 下，电动机就要付出很大的能量。
在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。
抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均 匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。
为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁 尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。
这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。
为了抬高平衡配重，除了依靠抽 油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。
在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时w w w .s a j bp .c o m储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了 电动机在上冲程时所需给出的能量。
目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两 个发电机运行状态。
当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。
二、 变频器在抽油机的控制问题目前，在胜利油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。
其数量达十万台以上。
抽油机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低， 平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。
因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
2.1 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面一方面是再生能量的处理问题,如图2所示，游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块 提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致 电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。
图2 常规曲柄平衡抽油机另一方面是冲击电流问题，如图二所示游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。
对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。
也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。
在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起w ww .s a j b p .c o m1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。
因为，抽油载荷是每时每刻都在变 化的，而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化，才使得游梁式抽油机的节能技术变得十分复杂。
因此，可以说游梁式抽油机的节能技术就是平衡技术。
对长庆油田几十口油井的调查显示，只有1～2口井的配重平衡较好，绝大部分抽油机的配重严重不平衡，其中有一半以上口井的配重偏小，另有几口井配重又偏 大，从而造成过大的冲击电流，冲击电流与工作电流之比最大可超过5倍，甚至超过额定电流的3倍。
不仅无谓浪费掉大量的电能，而且严重威胁到设备的安全。
同时也给采用变频器调速控制造成很大的困难：一般变频器的容量是按电动机的额定功率来选配的，过大的冲击电流会引起变频器的过载保护动作而不能正常工作。
除上述两方面问题外，油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其独特的运行特点：在油井开采前期储油量大，供液足，为提高功效可采用工频运行，保证较高产油量；在中后期，由于石油储量减少，易造成供液不足，电动机若仍工频运行，势必浪费电能，造成不必要损耗，这时须考虑实际工作情况，适当降低电动机转速，减少冲程，有效提高充盈率。
2.2 游梁式抽油机的变频改造主要有以下3个方面 (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（视在）电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支.这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的场合，为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) 以节能为第一目标的变频改造。
这点较普遍，一方面，油田抽油机为克服大的起动转矩，采用的电动机远远大于实际所需功率，工作时电动机利用率一般为 20%～30%，最高不会超过50%，电动机常处于轻载状态，造成资源浪费。
另一方面，抽油机工作情况的连续变化，取决于地底下的状态，若始终处于工频运行，也会造成电能浪费。
为了节能，提高电动机工作效率，需进行变频改造。
(3) 由于实现了真正的“软起动”，对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，大大延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。
以提高电网质量和节能为目的的变频改造。
这种情况综合了上面两种改造的优点，是应用中的一个重要发展方向。
三、 抽油机的技术发展 第一代：最先的抽油机主马达主要是采用三相异步电机启动，三相异步电动机启动运行缺点就是没有调速功能，只能保持一个恒速，严重影响产油量。
这种不带保护的抽油机电机控制方式已经退出了历史舞台。
第二代：由于直流电动机的面世，也加快了直流电机在抽油机上的应用，从而替代了异步电机的使用。
采用直流调速的方法明显的优胜三相异步电机，产油量也高了许多；但直流电动机成本比较高，其调速性能也不是很理想。
第三代：采用变级电机调速，就是改变电机极对数来达到调速的目的，常采用4／8／32极多速电机实现。
但其装置比较复杂，占用空间也比较大，设备寿命短，稳定性不太好。
第四代：变频调速技术，由于变频调速技术已成为节能及提高产品效益质量的有效措施，油田中变频器应用在游梁式抽油机已经非常广泛。
由于油井的类型和工况千 差万别，井下渗油和渗水量每时每刻都在变．抽油机的负载变化是无规律的，故采用变频调速技术，使抽油机的运动规律适应油井的变化工况，实现抽油系统效率的 提高，达到节能增产的目的。
下面钟对变频器w w w .s a j bp .c o m在油田嗑头机中的应用，例出几个应用方案做简要论述。
四、 变频技术在抽油机的应用方案介绍4.1 变频器加制动单元控制如下图3所示：在变频器主回路直流母线两端加制动电阻和制动单元，由于抽油机起动时需要大力矩，上升段也需要大力矩，而在下降段电机处在发电状态。
最关建的就是下降段，这个过程是连续运转的，同时随油的稠度，井深，产量调节往复运动次数/MIN ，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主变频器主回路直流母线电压升高（此问题在文章第2节提到过），而电能没有流回电网的通路，必须用电阻来就地消耗，这就是我们在变频器上必须使用制动单元和制动电阻的原因，现在大功率变频器一般都可以定制动单元，完全可以达到理想中的控制效果。
对于上述第一种情况，采用普通变频器加能耗制动单元可较方便实现，这是以多耗电能为代价的，主要因为发电能量不能回馈电网造成。
在未采用变频器时，电动机 处于电动状态时，从电网吸收电能；电动机处于发电状态时，释放能量，电能直接回馈电网的，并未在本地设备上耗费掉。
综合表现为抽油机供电系统的功率因数较低，对电网质量影响较大。
图3 变频器加制动电阻4.2 变频器加回馈单元控制由于在变频器的直流上加制动电阻解决不了实际问题，因为制动电阻的散热解决不了，变频控制柜壳的散热都要解决何况发热的电阻，变频器发热。
接通制动电阻的开关管的寿命会在频繁的长时间的开起过程中损坏。
针对上述情况，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，如下图4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 的异步电动机和永磁同步电动机，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w w w .s a j bp .c o m油机的冲机、速度和产液 量，降耗节能，是高泵效；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。
图4 变频器加回馈单元 4.3 四象限变频器技术控制 对于第一种情况和第二种情况，必须妥善的处理电动机发电状态产生的电能，必须将其反馈到电网，否则通过调节抽油机的冲程节省的电能可能不能抵消变频器制动 单元消耗的电能，造成变频运行时反而耗能，与节能的目标背道而驰。
为了解决这个问题，有必要对普通变频器进行改造，在结构上引入双PWM 结构的变频器如下 图5所示，保证发电状态产生的电能回馈电网;在控制方法引入自适应控制以适应游梁式抽油机多变的工作环境。
图5 四象限运行变频器主电路 4.3.1 四象限变频器工作原理 当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP 产生6路高频的PWM 脉冲控制整流侧的6个IGBT 的开通和关断。
IGBT 的开通和关断与输入电抗器共 同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的6K±1谐波。
功率因数高达99%。
消除了对电网的谐波污染。
此时能量从 电网经由整流回路和逆变回路流向电机，变频器工作在第w w w .s a j bp .c o m一、第三象限。
当电动机工作在发电状态的时候，电机产生的能量通过逆变侧的二极管回馈到直流母线，当直流母线电压超过一定的值，整流侧能量回馈控制部分启动，将直流逆变成交流，通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，达到节能的效果。