表1 電機(jī)參數(shù)
電機(jī)額定功率 31kW
額定電流 64A
額定頻率 40Hz
極對數(shù) 12
額定電壓 380V
額定輸出轉(zhuǎn)矩 1500N•M

地面直驅(qū)螺桿泵永磁同步電機(jī)功率為31kW，額定電流為64A，充分考慮其高啟動扭矩的負(fù)載特點，選用Goodrive300-037G/045P-4變頻器驅(qū)動。由于在螺桿泵停機(jī)時，存在彈性反扭矩，抽油桿柱將高速反轉(zhuǎn)，若不加以限制，勢必會造成抽油桿脫扣。因此，可以采取電氣能耗制動的方法防止反轉(zhuǎn)，利用泄放電阻進(jìn)行能耗制動，將抽油桿儲存的彈性變形能帶動電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)發(fā)出的電能釋放。電路中采用常開/常閉觸點的交流接觸器組。正常工作時，交流接觸器主觸點閉合，驅(qū)動器與力矩電機(jī)繞組連接，電機(jī)正常運(yùn)行。斷電時，交流接觸器主觸點斷開，電機(jī)繞組與驅(qū)動器斷開，同時交流接觸器輔助觸點閉合，電機(jī)繞組與3個能耗電阻短接。如果螺桿泵反轉(zhuǎn)，則電機(jī)變成了發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電在電阻上消耗，即把傳動桿變形產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電阻上的熱能消耗，此時電機(jī)轉(zhuǎn)子會緩慢地反轉(zhuǎn)直至停止，達(dá)到保護(hù)目的。地面直驅(qū)式螺桿泵的電氣控制原理圖如圖5所示。
 

地面直驅(qū)螺桿泵抽油機(jī)在變頻柜門板上進(jìn)行操作，變頻控制柜門板上有啟動、停止、故障復(fù)位按鈕，相應(yīng)的變頻器控制方案是端子控制方式，若以后井場實行數(shù)字化，Goodrive300所標(biāo)準(zhǔn)配置的Modbus通訊協(xié)議將為其提供井場底層數(shù)字化解決方案。Goodrive300變頻器控制I/O接線標(biāo)準(zhǔn)圖如圖6所示。

Goodrive300變頻器通過自身提供的接線端子，輔以電氣控制回路，對螺桿泵實現(xiàn)本地控制，整個系統(tǒng)安裝在變頻柜中，變頻柜的合理設(shè)計是保證其在惡劣條件下（如多沙塵地區(qū)）長期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。
        按照電氣控制方案接線圖將系統(tǒng)連線接好，經(jīng)過現(xiàn)場試驗，啟動轉(zhuǎn)矩達(dá)到1800 N•M以上，在不超過420伏的情況下，變頻器拖動滿負(fù)荷電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速可達(dá)到230轉(zhuǎn)/分，電流始終維持在64.5A左右，輸出電流波形也非常好，超出用戶的要求。
5、結(jié)束語
        通過在油田長時間的運(yùn)行觀察和一線員工的反饋，由Goodrive300驅(qū)動的地面直驅(qū)式螺桿泵抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行良好，與傳統(tǒng)的異步機(jī)帶減速裝置驅(qū)動螺桿泵的方式相比，節(jié)電率高達(dá)30%以上。目前，經(jīng)過將近1年的實踐運(yùn)行，INVT的Goodrive300變頻器受到了油田工作人員的好評。實踐證明，Goodrive300在驅(qū)動直驅(qū)式螺桿泵永磁電動機(jī)上有著可靠的性能，變頻器本身亦有諸多的技術(shù)特色，作為具有專門針對同步電動機(jī)功能的通用型變頻器，Goodrive300將為油田的節(jié)能改造和數(shù)字建設(shè)提供底層解決方案。

參考文獻(xiàn)
       [1] 深圳英威騰電氣股份有限公司. Goodrive300矢量通用型變頻器說明書[Z].2010.

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