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。
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1/2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。
3.磕头机专用型变频器的特点
1)、配合井下状态，改变冲次，从而改变抽油的效率；
2)、柔性启动，把电机启动电流降低3-4倍，保护了电机和机械设备；
3)、可实现过压、过流、欠压、过载、短路等保护功能，确保电机稳定运行；
4)、最大力矩得到限制，断托的可能性大大减小；
5)、可以遥控抽油速度，不必更换机械设备；
6)、可方便实现远程集中监控，便于检测设备运行状况；
7)、理想的节能效果。
4.磕头机专用型变频器节能
磕头机专用型变频器是磕头机专门设计的调速系统。磕头机专用型变频器一般采用了PWM结构，除原有逆变器外，另外加上一个逆变器，取代以前的磕头机变频改造方案中所采用的通用变频器外加能耗制动电阻和制动单元的方法，把电机发电状态产生的再生能量回馈电网，不但大大降低了变频器的故障率，而且获得了理想的节能效果。
5. 抽油机的变频改造主要有3个方面好处
(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。
6. 变频器加回馈单元控制，解决能量回馈问题
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。
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
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。 采用带有PWM控制整流器变频器具有四象限运行的功能，能满足各种位势负载的调速要求，可就电机的再生能量转化为电能送回电网，达到最大限度的节能的目 的。不仅如此，它还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1，是一种真正的“绿色”变频器。
起重机变频制动电阻器的四种匹配计算方法
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- -.可修编- 起重机调速技术已有了较长的发展历史，从直流调速到交流调速，从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置，再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。但这些技术都存在着元件易损、维修不便、设备冲击大、调速X围小等许多缺点。进入20世纪90年代以来，变频调速技术的日臻成熟，以其调速X围大、结构简单、维修方便、减小噪音、节约电力等优点，开始在起重领域得到广泛应用。
在起重变频调速系统运行中，当停车或下降时，重物产生的位势负载使电机处于发电状态，能量向电源侧回馈，由于大多数变频器没有电能回馈装置，此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式释放掉，所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。本文重点介绍如何正确匹配计算制动电阻。
到目前为止，已经发现有多种版本的匹配计算方法出现，归纳大致如下；
方法一、制动电阻的阻值和功率计算
1.1刹车使用率ED%
制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量；当刹车电阻发热时，电阻值将会随温度的上升而变高，制动转矩亦随之减少。刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。（图1）
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- -.可修编-
四象限变频器工作原理
四象限变频器工作原理
-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 四象限变频器工作原理
四象限
把电机的运行速度方向用一条数轴X来表示，数轴的正方向代表正转的转速，反方向表示反转的转速；
把电机的电磁转矩方向用一条数轴Y来表示，数轴的正方向代表正的电磁转矩，反方向表示负的电磁转矩；
构成一个平面坐标系XOY，那么电动机正常电动状态处在第一象限（正转、电动），发电（制动）再生运行在第二象限（正转、发电）.
电梯曳引电动机由于正常状态就不断正、反转，上、下行都有可能电动或发电，处于四象限运行状态，各个状态能量转换方向不同.
用四象限来描述电机运行状态，和用熟悉的正、反转，电动、发电描述是一样的道理。
四象限变频器原理图
单独对于电机来说，所谓四象限是指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行。第一象限正转电动状态，第二象限回馈制动状态，第三象限反转电动状态，第四象限反接制动状态。能够具有使得电机工作在四象限的变频器才称得上四象限变频器。
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电控制交流电动机。这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。将电动机回馈的能量消耗掉。另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。
PF753变频器特点_2011-1-08
PF753变频器的特点
Page - 1 - of 4 PowerFlex 753 变频器的特点
PowerFlex 750系列变频器是罗克韦尔自动化公司的最新一代的高性能、工程型变频器。
PowerFlex 753变频器是PowerFlex 750系列中性价比很高的一款产品。PowerFlex 753 交流变
频器旨在最大化用户的投资，帮助用户提高生产效率。PowerFlex 753 是要求安全、高电动机
控制性能和灵活性应用的理想选择，它是一种高功能、经济有效的解决方案。
• 变频器的市场定位
PF753变频器是工程型、高性能变频器；
• 电压等级、功率范围
输入电源电压三相交流400VAC/480VAC或540VDC/650VDC；0.75KW-250KW；
• 变频器具有电源掉电瞬间跨越功能
变频器对电网电压波动具有极强的适应能力，电网电压出现瞬间跌落不会造成变频器的异常停
机，最大程度的减小生产线的非正常停机时间；变频器能够在超宽的输入电源电压范围内正常
工作（250VAC-576VAC）；
• 产品满足全球标准、认证，能够在全球范围内销售
PF753变频器的特点
Page - 2 - of 4 满足的标准、认证：CE, EMC EN61800-3, EN61800-5-1, UL, cUL, C-Tick, TUV FS, SEMI
F47 ， ROHS；
• 变频器的抗干扰能力和EMC谐波辐射标准
变频器满足全球EMC标准；具有防止其他设备电磁干扰的能力；同时，变频器内置直流母线电
抗器，最大限度的降低自身产生的谐波对电网的污染、对其他电子设备的干扰；
• 变频器的控制板卡采用插槽结构
基于插槽的结构，共有3个插槽，用户可以根据需要选择相应的控制板卡（I/O卡、网络通讯
卡、安全卡、编码器卡、辅助电源卡）；
• 变频器与PLC的通讯能力
变频器可以选择的通讯网络：EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet, Remote I/O, RS485
起重机变频制动电阻器的四种匹配计算方法(
起重机调速技术已有了较长的发展历史，从直流调速到交流调速，从AC定子调速技术到DC晶闸管调速装置，再发展到今天广泛应用的转子串电阻调速技术。但这些技术都存在着元件易损、维修不便、设备冲击大、调速范围小等许多缺点。进入20世纪90年代以来，变频调速技术的日臻成熟，以其调速范围大、结构简单、维修方便、减小噪音、节约电力等优点，开始在起重领域得到广泛应用。
在起重变频调速系统运行中，当停车或下降时，重物产生的位势负载使电机处于发电状态，能量向电源侧回馈，由于大多数变频器没有电能回馈装置，此时必须通过制动单元将这部分能量由制动电阻以热能的形式释放掉，所以制动单元和制动电阻在起重变频调速系统中起着非常重要的作用。本文重点介绍如何正确匹配计算制动电阻。
到目前为止，已经发现有多种版本的匹配计算方法出现，归纳大致如下；
方法一、制动电阻的阻值和功率计算
1.1刹车使用率ED%
制动使用率ED%,也就是台达说明书中的刹车使用率ED%。刹车使用率ED%定义为减速时间T1除以减速的周期T2,制动刹车使用率主要是为了能让制动单元和刹车电阻有充分的时间来散除因制动而产生的热量；当刹车电阻发热时，电阻值将会随温度的上升而变高，制动转矩亦随之减少。刹车使用率ED%=制动时间/刹车周期=T1/T2*100%。（图1）
图1刹车使用率ED%定义
现在用一个例子来说明制动使用率的概念：10％的制动频率可以这样理解，如果制动电阻在10秒钟能够消耗掉100％的功率，那么制动电阻至少需要90秒才能把产生的热量散掉。
1.2 制动单元动作电压准位
当直流母线电压大于等于制动电压准位（甄别阈值）时，刹车单元动作进行能量消耗。台达制动电压准位如表1所示。
点击看原图
1.3 制动电阻设计
（1）工程设计。实践证明，当放电电流等于电动机额定电流的一半时，就可以得到与电动机的额定转矩相同的制动转矩了，因此制动电阻的粗略计算是：
其中：
制动电压准位
双向四象限控制及应用技术
双向四象限控制及应用技术 1 / 10
双向四象限控制及应用技术
一、归纳
电力电子电路是指由半导体电力电子器件组成的电路， 随着技术进步已发展了多种电力电子电路，按变换功能可分为直流变换电路（ DC/DC）、交流变换电路（ AC/AC）、整流电路（ AC/DC）、逆变电路（ DC/AC），按控制方式可分为相控式、频控式、斩控式、组合式，按电能流传方向可单向电路、双向电路，按电隔断能力可分为隔断型与非隔断型，按开关环境可分为电硬开关电路与软开关电 路。
所有的电力电子电路均包括功率电路与控制电路两部分， 功率电路又称主电路，它依靠功率器件的开关性能和电路结构实现电能变换； 控制电路是依照采用的控制策略和工具对控制信号 （含主控和反响等信号） 进行必要的加工办理以形
成功率器件控制极信号，实现对电能的变换与控制，随着 PID（功率集成器件）
和 PIC（功率集成电路）的发展，这两部份电路无论在制作工艺和电路结构等方面日益亲密相连。
单向电路是指电能只能从电路的输入端向输出端负载输送的电路， 如直流变换电路中的单象限电路；相反双向电路的电能则可在电路出入端之间来回流传。
如直流变换电路中的多象限电路。 若忽略电路内耗， 电路出入端的功率平均值应相等。但功率瞬市价其实不对应， 也即出端功率平均值为正， 其瞬市价在某些时区可为负，储藏在负载中的能量在该时区中经电路反响到电源； 对于带有源负载的直流变换电路， 负载功率瞬市价为负不不过载波周期的某些时区， 而是连续一段时间，比方车辆减速制动过程的大部分时间。 若电路拥有双向功能， 则负载节余
的能量将经是电路反响到电源。 在该过程中， 电路出入端功率平均值皆为负。 无论从提升电路性能和节能等方面，双向电路均优于单向电路。随着技术的进步， 双向电路的应用日广。
单象限、双象限、四象限控制的特点： 1、当变换电路出端电压和电流只保持一种极性时称为单象限电路， 若负载为直流电动机， 则仅能运转于正转电动状态，组成不能逆调速系统。 2、若出端电压或电流平均值极性为可变时称为双象
四象限变频器技术介绍
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.. 四象限变频器技术介绍
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——初升
摘要：四象限变频器一方面可以实现能量的双向流动，另一方面在大功率运行的时候，对电网的污染小。本文简单介绍了四象限变频器的工作原理及控制方法，并从实际应用的角度，给出四象限变频器各个部分的构成及作用。
关键词：能量回馈 电流谐波 四象限变频器
1、 引言
在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，这使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电动机。这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。将电动机回馈的能量消耗掉。另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。
IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到彻底的节能效果。
吉纳电机自2001年开始进行四象限变频器开发和研制工作。到目前已经形成380V、660V两个系列功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于煤矿和油田领域。
2、 四象限变频器的工作原理
四象限变频器的电路原理图如图1所示。
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.. 2.1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。
科创力源变频器使用指南
深圳市科创力源电子有限公司
技术部
2011年1月
科创力源变频器使用指南 前言
本书由科创力源技术部编写整理，企划部编辑，以供变频器用户及代理商销售工程师作为技术参考之用。
深圳市科创力源电子有限公司是一家民营高科技企业，成立于2004年。专业从事高、中、低压变频器及节能
控制系统的研发、生产、销售及为用户提供系统集成解决方案。公司技术及管理团队，具有二十余年专业理论研究
基础、产品研发和品质管理经验，是国内最早自主从事变频器产品的公司之一。KOC变频器采用矢量控制技术和转
矩控制技术等世界领先技术方案, 已达到国际先进水平，可直接替代欧美、日本等品牌，为用户提供有力技术保障，
并得到行业用户强力支持与认可。
品质是企业的生命，公司严格按照ISO9001标准管理质量、产品经过国家权威检验机构及CE认证。公司为了
更好的满足客户要求及市场需求，提高产品核心竞争力，坚持技术创新，持续将销售收入的10%投入新技术及新产
品研发，提高客户应用自动化程度。
客户是企业的源泉，公司全体职员以“满足用户要求为目标、实现用户要求为目的”。为荣誉。坚持不懈的努
力，公司产品已广泛应用于石油、化工、钢铁、冶金、电力、建材、供水、塑料、纺织、矿山、印刷、包装等行业
为用户创造价值。
科创力源：
拥有完全自主知识产权的高科技公司
拥有中国最富有经验的变频器研发及销售管理团队
拥有与国际品牌同步的电压矢量控制技术和无速度传感器矢量控制技术，可以设计出高使用价值最并不断
超越的变频器
能快速有效响应中高端客户化设计需求，提升客户系统性能和产品价值，降低客户系统成本
技术上不断提升及超越，与国际领先技术缩短距离且同步超越
建立技术、市场和用户优势互补联盟
3--5年后，进入国产品牌市场排名前5位，中国变频器市场前6-8位
竞争目标是国外品牌和国产品牌的中高端，为客户提供最佳性能/价格比的产品
基于DSP全数字式交流伺服与交流永磁同步电机在采油井的应用研究
基于DSP全数字式交流伺服与交流永磁同步电机在采油井的应用研究
摘 要：针对采油井的实际应用要求，提出了采用交流伺服和永磁同步电机的应用方案。第一通过空间矢量的零矢量开机和零矢量关机的方法，解决了反转瞬时过快及泄能的问题。第二通过对电机的短路电流的计算及电机短路时最大阻转扭拒的计算，由此选择适当的交流伺服系统，避免同步电机的崩溃问题的出现。由此成功解决了电机的带载启动和带载停机的问题。实验表明，所设计的系统达到了设计要求。
关键词：零矢量；短路电流；短路最大扭拒；崩溃
1 引言
近年来，随着能源危机的加剧以及人类环保意识的增强，在整个各行各业内都在提倡能源节约，在石油采油厂也同样进行节能方面的探索，经历了以下的发展历程：首先是采用磕头机，它的优点是原理简单，功率大，使用寿命长，缺点是投资大，由于它的工作方式是活塞的往复运动，出油时间只有一半，工作效率非常低，同时磕头机是采用异步电机、减速箱和四连杆机构（包括曲柄、连杆和游梁）等部件，功率损耗非常大，所以它耗电大，效率低。其次是采用异步电机加螺杆泵的方法，螺杆泵技术的发展为提高采油效率成为可能，螺杆泵连续做功，所以出油效率比磕头机高一倍。由于异步电机本身的负载特性的原因，同时由于异步电机转速较高，需要用皮带轮、减速齿轮等进行减速，因此在最终动力系统效率比较低，能耗大，另外一个缺点是启动过载能力差。再次是最近提出的新方案：直接驱动式螺杆泵采油机，它是采用永磁同步低速力矩电机加伺服驱动器作为驱动源，由于采用的是直接驱动，在省去了很多复杂的机械结构的同时，降低了损耗，达到了节能的目的。
2 新问题的出现
众所周知，石油一般都在地表以下几百米到几千米。螺杆泵的转动轴是靠s型的卡口一根根连接起来的，只有顺时针方向出力带着螺杆旋转才不会脱钩。同时，由于井太深，在正常抽油时螺杆必定产生周向的弹性形变，随着井的深度和油液的粘稠度不同而形变程度不同，一般有几十转甚至上百转的转差，即电机带着轴承转了几十甚至上百转后，油泵才跟着转起来，储存了大量的弹性势能。这样当电机刚停下来时螺杆还是保持着当前的大扭矩状态，螺杆就会带着电机反转。电机反转带来两个问题，第一是安全问题，由于储存了大量的弹性势能，停机时螺杆轴通过带着电机反转把势能转为动能，在这过程中，存在一段较长时间（3～10秒）电机是按恒角加速度来运行的，速度上到3～4千转每分钟，这样高的转速会对驱动器高压损坏进而烧毁，同时有可能引起火灾，对井上工作人员造成安全隐患。第二是螺杆轴带着电机反转时，由于螺杆泵的轴是通过s形卡口连接的，所以有可能出现螺杆脱钩的情况，而一旦脱钩将给油田带来巨大的经济损失，必须将连接轴一根根打捞起来重新连接。所以停机时一方面要求把弹性势能放掉，另一方面要求弹性形变的能量的释放过程能够受控的，不能出现反转过程脱钩。 3 解决的思路
变频器制动电阻的计算方法
变频器制动电阻的计算方法
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A、首先估算出制动转矩 一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置；
B、接着计算制动电阻的阻值 在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。
C、然后进行制动单元的选择 在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：
D、最后计算制动电阻的标称功率 由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得： 制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率% 2.6 制动特点 能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。
制动力矩计算 要有足够的制动力矩才能产生需要的制动效果，制动力矩太小，变频器仍然会过电压跳闸。 制动力矩越大，制动能力越强，制动性能约好。但是制动力矩要求越大，设备投资也会越大。
制动力矩精确计算困难，一般进行估算就能满足要求。 按100%制动力矩设计，可以满足90%以上的负载。 对电梯，提升机，吊车，按100% 开卷和卷起设备，按120%计算
离心机100% 需要急速停车的大惯性负载，可能需要120%的制动力矩 普通惯性负载80% 在极端的情况下，制动力矩可以设计为150%，此时对制动单元和制动电阻都必须仔细合算，因为此时设备可能工作在极限状态，计算错误可能导致损坏变频器本身。 超过150%的力矩是没有必要的，因为超过了这个数值，变频器本身也到了极限，没有增大的余地了。
电阻制动单元的制动电流计算（按100%制动力矩计算）
变频器在选煤厂机电领域中的节能应用与研究
变频器在选煤厂机电领域中的节能应用与研究
变频器状态的良好是选煤企业稳定运行的基础条件，选煤厂对变频器的运用也具有较高的标准。随着社会经济的发展加快，与科技的迅速发展，电子技术的发展也逐渐受到各个领域的关注。变频器是现阶段我国节能应用与工艺控制中主要的自动化设备，得到了广泛的应用。
标签：洗煤厂;变频器;节能减耗技术
引言
变频器在暂停运行的前提下，充足的电力传入也属于必要条件，若电能传输与运行时的用电量一致，会导致大量电能的损耗，所以要想切合企业不同时期中的不同变频标准，达到理想的节能目标，选择相应有变频设备就变得尤为重要。
1变频器的概述首先是变频器含义变频器主要是通过半导体器件的通断作用来将频率较为固定的交流电进行转换，转换成频率较为连续的，并且可以进行控制的装置。其次是变频器的使用原理变频器是通过三项二极管的整流电路来将三相交流电进行转换，通过变频器内部的IGBT管对逆变器所输出的电波进行改变，对频率进行处理。在每组的IGBT进行控制的周期内，对其通断的时间比进行改变，简单地说就是通过对脉冲的宽度来对逆变器所输出的电压幅值大小进行转变。
2功率变频以及低压电频的使用
功率变频以及低压电频的使用主要是：在变频设备选择环节中，应该优先选择功率小的设备。以从根本上缓解电能高损耗的现象，在满足生产标准的基础上，还需要优先选用低电压的设备，尽管一个低电压设备仅仅节省很少量的电能，但是在多个设备运转时，就会节省大量电能。因此，在低压设备总量多的条件下，会实现理想的节能目标。所谓功率因数，也就是说有效功率与实际功率比。比值越高，功率也会提高，因此在使用变频设备过程中，需要最大化的防控无效功率，以提升功率因数，功率因数值的提升能够转变电气设备的电容，减少电能的损失，节省设备运行成本。要实现这样的目标，就需要结合具体条件来选取相应设备，并降低设备无效运转时间。除此之外，我们都知道，线路越长，电能的损耗也越大，这也是减少电能损耗的核心思想，也正是由于以上原因，所以在变频器中，应尽量减少线路长度，在一些障碍较好的变频区，必须实行直线引入，对于一些无法实现线路直线引入的区域，也应尽量避免不必要的线路迂回。在制作线路时，也应考虑到线路电阻值，不同金属材料的导电能力和电阻也各不相同，多次的实验证明，在综合考虑到线路费用和电能消耗时，应使用铜线减少铝线的使用。在遇到特别长的线路时，应该选用直径较大的线路，在达到目的后再换用相应的细线，这样同样能够减少电路损耗。