Goodrive300变频器

 表1 电机参数
电机额定功率 31kW
额定电流 64A
额定频率 40Hz
极对数 12
额定电压 380V
额定输出转矩 1500N•M

地面直驱螺杆泵永磁同步电机功率为31kW，额定电流为64A，充分考虑其高启动扭矩的负载特点，选用Goodrive300-037G/045P-4变频器驱动。由于在螺杆泵停机时，存在弹性反扭矩，抽油杆柱将高速反转，若不加以限制，势必会造成抽油杆脱扣。因此，可以采取电气能耗制动的方法防止反转，利用泄放电阻进行能耗制动，将抽油杆储存的弹性变形能带动电机轴旋转发出的电能释放。电路中采用常开/常闭触点的交流接触器组。正常工作时，交流接触器主触点闭合，驱动器与力矩电机绕组连接，电机正常运行。断电时，交流接触器主触点断开，电机绕组与驱动器断开，同时交流接触器辅助触点闭合，电机绕组与3个能耗电阻短接。如果螺杆泵反转，则电机变成了发电机，发出的电在电阻上消耗，即把传动杆变形产生的机械能转化成电阻上的热能消耗，此时电机转子会缓慢地反转直至停止，达到保护目的。地面直驱式螺杆泵的电气控制原理图如图5所示。
 

地面直驱螺杆泵抽油机在变频柜门板上进行操作，变频控制柜门板上有启动、停止、故障复位按钮，相应的变频器控制方案是端子控制方式，若以后井场实行数字化，Goodrive300所标准配置的Modbus通讯协议将为其提供井场底层数字化解决方案。Goodrive300变频器控制I/O接线标准图如图6所示。

Goodrive300变频器通过自身提供的接线端子，辅以电气控制回路，对螺杆泵实现本地控制，整个系统安装在变频柜中，变频柜的合理设计是保证其在恶劣条件下（如多沙尘地区）长期稳定工作的关键。
        按照电气控制方案接线图将系统连线接好，经过现场试验，启动转矩达到1800 N•M以上，在不超过420伏的情况下，变频器拖动满负荷电机运行转速可达到230转/分，电流始终维持在64.5A左右，输出电流波形也非常好，超出用户的要求。
5、结束语
        通过在油田长时间的运行观察和一线员工的反馈，由Goodrive300驱动的地面直驱式螺杆泵抽油机系统运行良好，与传统的异步机带减速装置驱动螺杆泵的方式相比，节电率高达30%以上。目前，经过将近1年的实践运行，INVT的Goodrive300变频器受到了油田工作人员的好评。实践证明，Goodrive300在驱动直驱式螺杆泵永磁电动机上有着可靠的性能，变频器本身亦有诸多的技术特色，作为具有专门针对同步电动机功能的通用型变频器，Goodrive300将为油田的节能改造和数字建设提供底层解决方案。

参考文献
       [1] 深圳英威腾电气股份有限公司. Goodrive300矢量通用型变频器说明书[Z].2010.

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