图3 系统主电路
图4 系统控制电路
4.2 能耗制动防反转方案 若油田数字化水平比较落后，可采用本地手动控制+能耗制动防反转方式。以胜利油田东营某井场为例来说明这种控制方案。要求在变频器拖动满负荷情况下电机运行转速达到200转/分，启动转矩达到1600 N·M，其电机参数如表1所示。
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。
