Petrol sahasına özgü frekans konvertörü tedarikçileri, frekans konvertörlerinin işletmelerin endüstriyel üretiminde ve insanların günlük yaşamlarında yaygın olarak kullanıldığını hatırlatır. Frekans konvertörlerinin yaygın kullanımı, esas olarak mükemmel enerji tasarrufu ve hız düzenleme özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Çin'in üretim ve enerji tüketimi dünyanın en yüksekleri arasındadır. Ürünlerin enerji tüketim sorununu ve iyileştirilmesi gereken diğer teknik sorunları çözmek için, değişken frekans hız düzenlemesi, enerji tasarrufu ve ürün kalitesini artırmak için etkili bir önlem haline gelmiştir.
Günümüzde, çoğu petrol sahasında kullanılan pompa ekipmanları arasında, kirişli pompalama ünitesi en yaygın kullanılan ve en fazla sayıda üretilen ünitedir. Bir yandan, kirişli pompalama ünitesinin hareketi, her strokta bir kez olmak üzere, tekrar tekrar yukarı ve aşağı kaldırma şeklindedir. Gücünü, elektrik motoruyla tahrik edilen, önemli ağırlığa sahip iki çelik kaydırıcıdan alır. Kaydırıcılar kaldırıldığında, kaldıraç görevi görerek petrol çıkarma çubuğunu kuyuya gönderir. Kaydırıcılar indirildiğinde ise, petrol çıkarma çubuğu kuyunun başına petrolle birlikte kaldırılır. Motorun sabit hızı nedeniyle, kaydırıcıların inişi sırasında yük azalır ve motorun sürüklemesiyle oluşan enerji yük tarafından çekilemez. Bu durum, kaçınılmaz olarak enerji tüketimi için bir kanal bularak motorun rejeneratif güç üretim durumuna geçmesine, fazla enerjiyi elektrik şebekesine geri beslemesine ve ana devre bara voltajında bir artışa neden olur. Bu da kaçınılmaz olarak tüm elektrik şebekesini etkiler ve elektrik tedarik kalitesinin ve güç faktörünün düşmesine ve elektrik tedarik şirketlerinden para cezalarıyla karşı karşıya kalınmasına neden olur. Tehlike; Sık sık yaşanan yüksek voltaj şokları motora zarar verebilir ve güvenilir koruma sağlamayabilir. Motor hasar gördüğünde, üretim verimliliği düşebilir ve bakım ihtiyacı artabilir. Bu da enerji tasarrufu ve pompa ekipmanlarının tüketim azaltımı açısından son derece olumsuz etki yaratarak işletme için önemli ekonomik kayıplara yol açar. Öte yandan, kirişli pompa ünitesine iki büyük çelik kaydırıcı takılması, pompa ünitesinin yüksek başlangıç etkisi gibi birçok soruna yol açar. Yukarıda belirtilen iki soruna ek olarak, petrol sahası üretiminin özel coğrafi ortamı, petrol çıkarma ekipmanlarının kendine özgü çalışma özelliklerine sahip olmasını belirler. Petrol kuyusu üretiminin erken aşamalarında, büyük miktarda petrol depolama alanı ve yeterli sıvı temini bulunur. Verimliliği artırmak için, yüksek petrol üretimi sağlamak amacıyla güç frekansında çalışma benimsenebilir; orta ve sonraki aşamalarda, petrol rezervlerindeki azalma nedeniyle yetersiz sıvı temini kolayca meydana gelebilir. Motor güç frekansında çalışmaya devam ederse, kaçınılmaz olarak elektrik enerjisi israfına ve gereksiz kayıplara neden olur. Bu noktada, gerçek çalışma durumunu göz önünde bulundurmak, motor hızını uygun şekilde düşürmek, stroku azaltmak ve dolum oranını etkili bir şekilde iyileştirmek gerekir. Yukarıdaki sorunları çözmek için, kiriş pompalama ünitelerinin kontrolüne frekans dönüşüm teknolojisi uygulanabilir.
Motorun çalışma frekansı, çalışma akımının büyüklüğüne göre belirlenerek, pompa ünitesinin stroku, kuyu koşullarındaki değişikliklere göre kolayca ayarlanabilir, böylece enerji tasarrufu hedefine ulaşılır ve elektrik şebekesinin güç faktörü iyileştirilir. Aynı zamanda, frekans konvertörü düşük hızlı yumuşak başlatma özelliğine sahiptir ve hız, sorunsuz ve geniş bir şekilde ayarlanabilir. Kısa devre, aşırı yük, aşırı gerilim, düşük gerilim ve durma gibi eksiksiz motor koruma fonksiyonlarına sahiptir. Bu sayede motor ve mekanik ekipman etkili bir şekilde korunabilir, ekipmanın güvenli bir voltajda çalışmasını sağlar ve sorunsuz ve güvenilir çalışma, iyileştirilmiş güç faktörü vb. gibi birçok avantaj sunar. Petrol üretim ekipmanlarının dönüşümü için ideal bir çözümdür.
Günümüzde, kiriş pompalama üniteleri için frekans dönüştürücü dönüşümünün üç ana yönü bulunmaktadır:
(1) Frekans dönüşümünün amacı, elektrik şebekesinin kalitesini iyileştirmek ve şebeke üzerindeki etkisini azaltmaktır. Bu, özellikle elektrik tedarik işletmelerinin şebeke kalitesi konusunda yüksek talepleri olduğu durumlarda yoğunlaşmaktadır. Şebeke kalitesinde bir düşüşü önlemek için, pompalama ünitesinin çalışma sürecinin şebeke üzerindeki etkisini azaltmak amacıyla değişken frekans kontrolünün uygulanması gerekmektedir. Bu uygulama, Shengli Petrol Sahası'ndaki Linpan petrol üretim tesisinde uygulama takvimine alınmıştır.
(2) Birincil hedef olarak enerji tasarrufu ile frekans dönüşümlü yenileme. Bu oldukça yaygındır. Bir yandan, petrol sahası pompalama ünitelerinin yüksek başlangıç torkunun üstesinden gelmek için, gerçek ihtiyaç duyulan güçten çok daha büyük elektrik motorları kullanılır. Elektrik motorlarının çalışma sırasındaki kullanım oranı genellikle %20 ile %30 arasındadır ve en yüksek %50'yi geçmez. Elektrik motorları genellikle hafif yük durumundadır ve bu da motor kaynaklarının israfına neden olur. Öte yandan, pompalama ünitesinin çalışma koşulları, yeraltı durumuna bağlı olarak sürekli değişmektedir. Sürekli olarak güç frekansında çalışıyorsa, kaçınılmaz olarak elektrik enerjisi israfına neden olacaktır. Enerji tasarrufu yapmak ve elektrik motorlarının verimliliğini artırmak için frekans dönüşümlü dönüşüm gereklidir.
(3) Elektrik şebekesinin kalitesini ve enerji tasarrufunu iyileştirmeyi amaçlayan frekans dönüşümlü yenileme. Bu durum, yukarıdaki iki dönüşümün avantajlarını bir araya getirmekte ve uygulamalarda önemli bir gelişme alanı oluşturmaktadır.
Gerçek uygulama sürecinde, özellikle kiriş pompalama ünitesinin güç üretim durumunda üretilen enerjinin işlenmesine odaklanan birçok sorun ortaya çıkmıştır. İlk senaryo için, enerji tüketen bir frenleme ünitesine sahip normal bir frekans dönüştürücü kullanmak nispeten kullanışlı olabilir, ancak bu, üretilen enerjinin şebekeye geri beslenememesi nedeniyle daha fazla enerji tüketimine yol açar. Frekans dönüştürücü kullanılmadığında ve motor elektrik durumundayken, motor şebekeden elektrik enerjisi çeker (sayaç ileri doğru döner); elektrik motoru üretim durumundayken ise enerjiyi serbest bırakır (sayaç geri döner) ve elektrik enerjisi, yerel ekipman tarafından tüketilmeden doğrudan şebekeye geri beslenir. Genel performans, pompalama ünitesinin güç besleme sisteminin güç faktörünün nispeten düşük olmasıdır ve bu, elektrik şebekesinin kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Ancak normal bir frekans dönüştürücü kullanıldığında durum değişir. Normal bir frekans dönüştürücünün girişi diyot doğrultuculu olduğundan, enerji ters yönde akamaz. Elektrik enerjisinin yukarıdaki kısmının şebekeye geri dönüş yolu yoktur ve dirençler kullanılarak yerel olarak tüketilmesi gerekir, bu nedenle enerji tüketen frenleme üniteleri kullanılmalıdır. İkinci ve üçüncü senaryolar için, motorun güç üretim durumundan kaynaklanan elektrik enerjisinin uygun şekilde yönetilmesi ve şebekeye geri beslenmesi gerekir. Aksi takdirde, pompa ünitesinin strokunun ayarlanmasıyla tasarruf edilen enerji, frekans dönüştürücü frenleme ünitesi tarafından tüketilen enerjiyi telafi edemeyebilir ve bu da frekans dönüştürme işlemi sırasında enerji tüketimine neden olur; bu da enerji tasarrufu amacına aykırıdır. Bu sorunu çözmek için, güç üretimi sırasında üretilen elektriğin şebekeye geri beslenmesini sağlamak amacıyla yapıya çift PWM yapısı eklenerek sıradan frekans dönüştürücünün modifiye edilmesi gerekir. Kiriş pompalama ünitelerinin değişen çalışma ortamına uyum sağlamak için kontrol yöntemlerinde adaptif kontrol kullanılması gerekir.