在我國(guó)各油田中普遍采用游梁式抽油機(jī)作為主要的抽采設(shè)備，存在低產(chǎn)出、高能耗、大馬拉小車的問題。近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)由于具有節(jié)能、調(diào)沖次方便等優(yōu)點(diǎn)在油田得到廣泛的應(yīng)用。在抽油機(jī)運(yùn)行過程中，電動(dòng)機(jī)時(shí)常運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)。

　　為了解決能量倒灌的問題，目前我國(guó)各油田抽油機(jī)主要采用兩個(gè)方案：

　　· 變頻加制動(dòng)單元和變頻加回饋單元。在母線上加制動(dòng)單元及制動(dòng)電陽(yáng)，將能量直接消耗在制動(dòng)電阻上，這不僅不利于節(jié)能，而且制動(dòng)電阻散熱和壽命問題很難解決;

　　· 母線上并聯(lián)回饋單元，將電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的能量通過回饋單元反饋電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)變頻器與電網(wǎng)之間反向流動(dòng)，但解決不了能量由電網(wǎng)流向變頻器時(shí)功率因數(shù)低，諧波電流大的問題。

　　針對(duì)以上情況，四象限技術(shù)方案，可克服上述兩種方案的缺點(diǎn)。四象限變頻技術(shù)解決了抽油機(jī)在系統(tǒng)不平衡時(shí)的再生能量處理問題，具有四象限的運(yùn)行功能,同時(shí)能提高節(jié)電效率， 減小電源的諧波污染，提高功率因數(shù)。四象限變頻器采用PWM控制的IGBT整流技術(shù)，對(duì)整流與能量回饋的雙向控制，真正的四象限運(yùn)行，可以完美解決抽油機(jī)存在能量倒灌的問題。

　　四象限變頻技術(shù)介紹

　　一、四象限變頻器原理

　　采用三相脈寬調(diào)制(Pulse width modulation， PWM)整流代替不可控整流而構(gòu)成的四象限變頻器電路拓?fù)淙鐖D1所示，可以將負(fù)載機(jī)械能轉(zhuǎn)變的電能回送給電網(wǎng)。

圖1 四象限變頻器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　二、四象限變頻器優(yōu)勢(shì)

　　用高速度、高運(yùn)算能力的整流控制單元DSP，產(chǎn)生6路高頻的PWM脈沖控制整流側(cè)的IGBT的開通和關(guān)斷，IGBT的開通和關(guān)斷與輸入電抗器共同作用產(chǎn)生了與輸入電壓相位一致的正弦電流波形，這樣就消除了二極管整流析產(chǎn)生的諧波，功率 因數(shù)接近于1，從而消除了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染;

　　四象限變頻技術(shù)整流側(cè)采用IGBT功率模塊，可以實(shí)現(xiàn)輸入電網(wǎng)同電動(dòng)機(jī)能量的雙向流動(dòng)，在系統(tǒng)不平衡時(shí)，可以將不平衡產(chǎn)生的勢(shì)能回饋電網(wǎng)，從而大大降低對(duì)系統(tǒng)平衡的要求;

　　當(dāng)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，電機(jī)產(chǎn)生的能量通過逆變側(cè)的二極管回饋到直流母線，整流側(cè)回饋控制啟動(dòng)，將直流逆變成交流，通過控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的效果。