一、概述

目前，在油田抽油設備中，以游梁式磕頭抽油機應用最為普遍，數(shù)量也最多。但是，傳統(tǒng)的磕頭機普遍存在著起動沖擊大，運行耗電多，大馬拉小車、效率低下等諸多問題，加之油井情況復雜，稠油、結蠟、沙卡現(xiàn)象較多，斷桿、燒電機等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，對電動機沒有可靠的保護功能，設備維修量大，為此，急需對現(xiàn)有的抽油機設備進行改造。
    變頻調(diào)速器具有低速軟啟動，轉(zhuǎn)速可以平滑地大范圍調(diào)節(jié)，對電動機保護功能齊全，如短路、過載、過壓、欠壓及失速等，可有效地保護電機及機械設備，具有運行平穩(wěn)、可靠，提高功效等諸多優(yōu)點，是抽油設備改造的理想方案，其應用效果十分明顯。

二、工作原理

1 作為抽油設備，其運動為反復地上下提升，一個沖程提升一次，其動力來 

自于電動機帶動的兩個重量相當大的鋼質(zhì)滑塊，當滑塊舉升時，類似于杠桿的作用，將抽油機桿送入井中，滑塊下降時，抽油桿提出帶油至井口。

2 由于電機轉(zhuǎn)速一定，在滑塊下降過程中，負荷減輕，電機拖動產(chǎn)生的能量無地方施放，勢必進入再生發(fā)電狀態(tài)，造成主回路母線電壓升高，頻繁的高壓沖擊會損壞變頻器的主器件，包括電解電容及功率模塊，因此增加制動回路，讓再生電壓能及時地釋放掉，以保證設備在安全的電壓下工作。　　

3 再生制動電路即通常所說的剎車電路，如圖1中的虛線框內(nèi)所示，包括比較電路、剎車模塊及剎車電阻等，其控制框圖如下：

我們從主回路通過取樣放大，與基準電壓相比較，通過調(diào)整電位器，使剎車單元在1.1Ue（Ue為額定母線電壓值）時導通，在1.05 Ue時斷開，即可控制主回路的電壓，保證其工作在允許的范圍內(nèi)。

4 由于剎車模塊是以單結控制主回路的電壓，其可靠地工作是很關鍵的，   

這里吸收電路要作好，由于剎車電阻引線都比較長，其引線電感、尖峰電壓相應加大，為此采用了R、C、D吸收電路，圖中R3、C4用以吸收引線電感而產(chǎn)生的尖峰電壓，所加的快恢復二極管用以在剎車單元截止時在剎車電阻兩端產(chǎn)生的逆反電壓提供通路。在剎車單元頻繁地工作中，勢必會產(chǎn)生干擾電壓，造成模塊不應有的導通而損壞，在信號的輸入端加一抗干擾電容是必要的，以吸收由于干擾信號造成的模塊誤導通，一般選0.01uF左右的無感電容較適宜。

5 制動單元由于剎車電阻的限流一般電流不大，選100A左右即足夠，剎車電阻由于在每個沖程內(nèi)都工作一次，其功率要足夠，以保證長期可靠地使用，一般選用10Kw/80Ω的電爐絲。

6 ALPHA變頻器主電路原理圖

ALPHA變頻器功率器件為西門子的IGBT，控制器的核心是日立H8型單片機，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

現(xiàn)在我們應用的ALPHA變頻器都是交—直—交電壓源型變頻器，其電路如圖1示：

三、系統(tǒng)配置

抽油機接線圖：