Unit pompa balok adalah mekanisme hubungan empat batang yang mengalami deformasi, dan karakteristik struktural keseluruhannya seperti keseimbangan. Salah satu ujungnya adalah beban pompa, dan ujung lainnya adalah beban berat yang seimbang. Untuk braket, jika torsi yang dibentuk oleh beban pompa dan beban keseimbangan sama atau berubah secara konsisten, maka unit pompa dapat bekerja terus menerus dan tanpa gangguan dengan daya yang sangat kecil. Artinya, teknologi hemat energi unit pompa tergantung pada keseimbangan. Semakin rendah rasio keseimbangan, semakin besar daya yang dibutuhkan dari motor listrik. Karena beban pompa terus berubah, dan berat keseimbangan tidak dapat sepenuhnya konsisten dengan beban pompa, hal itu membuat teknologi hemat energi unit pompa balok menjadi sangat kompleks. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa teknologi hemat energi unit pompa balok adalah teknologi penyeimbangan.
Pengantar Status Saat Ini Transformasi Frekuensi Variabel Balok Tersuspensi
Dari situasi aktual transformasi konversi frekuensi, sebagian besar penyeimbang unit pompa sebenarnya sangat tidak seimbang, mengakibatkan arus lonjakan berlebih, yang tidak hanya membuang banyak energi listrik secara tidak perlu, tetapi juga sangat mengancam keselamatan peralatan. Di saat yang sama, hal ini juga menimbulkan kesulitan besar dalam penggunaan kontrol kecepatan konverter frekuensi: kapasitas konverter frekuensi umumnya dipilih berdasarkan daya pengenal motor, dan arus lonjakan berlebih dapat menyebabkan proteksi kelebihan beban pada konverter frekuensi, sehingga tidak dapat beroperasi secara normal.
Selain itu, pada tahap awal eksploitasi sumur minyak, terdapat cadangan minyak yang besar dan pasokan cairan yang memadai. Untuk meningkatkan efisiensi perolehan minyak, operasi frekuensi tetap dapat diterapkan guna memastikan produksi minyak yang tinggi. Namun, pada tahap pertengahan dan selanjutnya, akibat penurunan kapasitas cadangan minyak, pasokan cairan mudah menjadi tidak mencukupi. Jika motor masih beroperasi pada kondisi frekuensi saat ini, niscaya akan terjadi pemborosan energi listrik dan kerugian yang tidak perlu. Pada saat ini, perlu mempertimbangkan kondisi kerja aktual dan mengurangi kecepatan dan langkah motor secara tepat untuk meningkatkan laju pengisian secara efektif.
Pengenalan teknologi konversi frekuensi ke dalam kendali unit pompa balok sedang menjadi tren. Pengaturan kecepatan frekuensi variabel termasuk dalam pengaturan kecepatan stepless, yang menentukan frekuensi kerja motor berdasarkan besarnya arus kerjanya. Hal ini memungkinkan penyesuaian langkah unit pompa yang nyaman sesuai dengan perubahan kondisi sumur, mencapai konservasi energi, dan meningkatkan faktor daya jaringan listrik. Penerapan teknologi kontrol konversi frekuensi vektor dapat memastikan output torsi tinggi dan kecepatan rendah, serta kecepatan dapat disesuaikan secara halus dan luas. Pada saat yang sama, konverter frekuensi memiliki fungsi proteksi motor yang lengkap, seperti hubung singkat, beban lebih, tegangan lebih, tegangan kurang, dan stall, yang secara efektif dapat melindungi motor dan peralatan mekanis, memastikan peralatan beroperasi pada tegangan aman, dan memiliki banyak keunggulan seperti pengoperasian yang lancar dan andal, serta faktor daya yang lebih baik. Ini merupakan solusi ideal untuk transformasi peralatan produksi minyak. Solusi arus utama saat ini adalah sebagai berikut:
Opsi 1: Penggerak frekuensi variabel dengan unit pengereman konsumsi energi
Metode ini relatif sederhana, tetapi efisiensi operasionalnya rendah. Hal ini terutama disebabkan oleh umpan balik energi yang dihasilkan motor selama langkah turun (downstroke) pada operasi kecepatan konstan. Saat menggunakan konverter frekuensi biasa, input disearahkan melalui dioda, sehingga energi tidak dapat mengalir ke arah sebaliknya. Bagian energi listrik di atas tidak memiliki jalur untuk mengalir kembali ke jaringan dan harus dikonsumsi secara lokal menggunakan resistor. Oleh karena itu, unit pengereman yang boros energi harus digunakan, yang secara langsung menyebabkan konsumsi energi yang tinggi dan efisiensi keseluruhan yang rendah.
Kekurangan: Efisiensi energi rendah dan perlunya memasang unit pengereman dan resistor pengereman.
Opsi 2: Penggerak frekuensi variabel dengan kontrol unit umpan balik
Untuk memberikan umpan balik pada energi yang dihasilkan dan meningkatkan efisiensi, perangkat umpan balik energi dapat digunakan untuk memberikan umpan balik energi yang dihasilkan ke jaringan listrik. Dengan cara ini, sistem menjadi lebih kompleks dan investasinya lebih tinggi. Apa yang disebut perangkat umpan balik energi sebenarnya adalah inverter aktif. Dengan memasang konverter frekuensi dengan unit umpan balik energi, pengguna dapat menentukan pembilasan, kecepatan, dan produksi cairan unit pompa berdasarkan level cairan dan tekanan sumur minyak, mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi pompa; Mengurangi keausan peralatan, memperpanjang masa pakai, mencapai efisiensi tinggi, hemat energi, dan biaya rendah, dan mewujudkan operasi otomatis dalam kondisi hemat energi maksimum. Namun, karena mode kerja konverter frekuensi dan perangkat umpan balik, penggunaan skema umpan balik energi menyebabkan polusi harmonik yang signifikan pada ujung catu daya, yang mengakibatkan penurunan kualitas jaringan listrik yang signifikan.
Kekurangan: Memerlukan pemasangan perangkat umpan balik, yang mahal dan menimbulkan polusi signifikan pada jaringan listrik.
Melalui eksplorasi mendalam terhadap proses unit pemompaan balok gantung, logika perangkat lunak khusus yang berbasis pada proses kontrol unit pemompaan balok gantung diadopsi, dan kontrol loop tertutup ganda energi dan daya digunakan untuk mencapai penyesuaian frekuensi keluaran yang kontinu dan lancar, menghilangkan kontrol torsi negatif, dan menghindari umpan balik energi kinetik motor dan tegangan bus yang tinggi. Lebih lanjut, tujuan menghilangkan unit pengereman dan perangkat umpan balik energi tercapai, sehingga menghindari berbagai kelemahan skema transformasi konversi frekuensi tradisional.
Ide kendali inti dari skema ini adalah kendali daya keluaran konstan. Konverter frekuensi didasarkan pada mode kendali PID dengan loop daya keluaran konstan. Dengan menyesuaikan frekuensi keluaran, kendali daya keluaran konstan dapat dicapai, yang secara efektif dapat mengurangi daya keluaran rata-rata, mencapai penghematan energi yang efektif, dan melindungi mekanisme unit pompa sekaligus memenuhi persyaratan impuls. Dengan kata lain, konverter frekuensi tidak perlu mengatur frekuensi operasi tertentu, dan frekuensi keluaran aktual secara otomatis disesuaikan melalui loop tertutup PID. Selama langkah turun, karena inersia beban yang besar, ketika kecepatan sinkron lebih rendah dari kecepatan motor, motor menghasilkan listrik, dan torsi keluaran konverter frekuensi negatif. Pada saat ini, konverter frekuensi secara otomatis meningkatkan frekuensi keluaran untuk menghilangkan torsi negatif dan mencegah motor berada dalam kondisi pembangkitan. Selama langkah naik, energi potensial sepenuhnya diubah menjadi energi kinetik. Pada saat ini, kecepatan tertinggi dan inersia maksimum. Motor melambat untuk melakukan aksi langkah naik. Ketika kecepatan rendah, konverter frekuensi bekerja dalam mode pengaturan PID dengan daya keluaran konstan. Pada saat ini, konverter frekuensi secara otomatis meningkatkan kecepatan upstroke untuk menyelesaikan tindakan upstroke.
Melalui keseluruhan proses kontrol, diketahui bahwa motor tidak berada dalam kondisi pembangkitan, sehingga tidak perlu memasang unit pengereman dan perangkat umpan balik RBU. Sementara itu, selama keseluruhan proses langkah, langkah turun berlangsung lambat dan lebih banyak oli dapat terendam; langkah naik cepat, mengurangi kebocoran oli: meningkatkan produksi oli secara signifikan.
Keunggulan: Tidak perlu memasang perangkat konsumsi energi atau umpan balik, biaya lebih rendah; Proses ekstraksi oli dioptimalkan, sehingga meningkatkan efisiensi mesin secara keseluruhan; Tegangan bus konverter frekuensi stabil, konsumsi panas keseluruhan rendah, dan stabilitas keseluruhan lebih baik. Fitur Teknis:
Khusus industri: Berdasarkan logika perangkat lunak dari proses kontrol unit pemompaan balok, solusi ini benar-benar mencapai solusi khusus dan terdepan di industri.
Pemilihan keandalan tinggi: Semua komponen utama berasal dari merek dalam dan luar negeri yang terkenal, memastikan stabilitas komponen yang andal dan dapat diandalkan.
◆ Desain redundansi besar: Melalui perhitungan ketat dan verifikasi eksperimental, komponen utama dirancang dengan margin besar untuk memastikan stabilitas jangka panjang seluruh mesin di lingkungan ladang minyak yang keras.
Pengendalian vektor yang dioptimalkan: pengendalian vektor bebas umpan balik kecepatan terdepan di dalam negeri dengan torsi frekuensi rendah yang tinggi dan respons torsi yang cepat.
◆ Fungsi pembatasan arus dan tegangan perangkat lunak: Pembatasan tegangan dan arus yang baik, secara efektif membatasi parameter kontrol utama untuk mengurangi risiko kegagalan inverter.
Daya adaptasi lingkungan yang kuat: Dengan titik panas berlebih secara keseluruhan yang tinggi, desain saluran udara independen, dan perawatan cat tiga bukti yang menebal, lebih cocok untuk operasi jangka panjang di ladang minyak luar ruangan.
◆ Fungsi restart pelacakan kecepatan: mencapai permulaan motor yang berputar dengan mulus tanpa benturan
◆ Fungsi penyesuaian tegangan otomatis: Ketika tegangan jaringan berubah, secara otomatis dapat mempertahankan tegangan keluaran yang konstan
Perlindungan kesalahan komprehensif: arus lebih, tegangan lebih, tegangan kurang, suhu lebih, kehilangan fase, kelebihan beban, dan fungsi perlindungan lainnya