Расчет частотных преобразователей для глубоких скважин: высокие нагрузки при использовании преобразователей P-типа.

Характеристики нагрузки погружных насосов и реальные параметры привода
Глубокоскважинные погружные насосы требуют высоких показателей постоянного крутящего момента, а не стандартных приводов P-типа с переменным крутящим моментом. Погружные двигатели требуют мгновенного момента срабатывания для защиты гидродинамических упорных подшипников, высокого тока полной нагрузки и дополнительной термостойкости для работы в скважине.

Операторы на месторождениях часто рассматривают извлечение воды из скважины как циркуляцию воды на поверхности, предполагая, что применимы профили вентилятора и насоса с переменным крутящим моментом. Скважинные двигатели обладают низким сопротивлением утечки, высоким пусковым трением и значительным сопротивлением напора воды, что приводит к срабатыванию обычного частотного преобразователя при мгновенном превышении тока.

Основные препятствия при выборе привода малой мощности
Выбор приводного оборудования требует внимания к различным характеристикам двигателя в скважине:

Быстрое ускорение предотвращает износ поверхности упорного подшипника Кингсбери.

Погружные рамы с мокрой обмоткой работают с повышенным током полной нагрузки.

Удлиненные скважинные кабели создают сильные отражения напряжения, требующие использования выходных реакторов.

На экспортных установках и модульных испытательных стендах часто возникает несоответствие между региональными сетями электроснабжения и номинальными параметрами скважинных насосов. Инженеры, использующие импортные погружные насосные установки, часто применяют преобразователь 480 В 60 Гц в 380 В 50 Гц вместе с мощными приводными шкафами для поддержания стабильного напряжения в линии.

Затухание на длине кабеля и отражение волн
Когда для глубоководных скважин требуется оборудование для преобразования 480 В 60 Гц в 400 В 50 Гц, регулирование напряжения становится крайне важным. Линии электроснабжения длиной более ста метров создают стоячие волны, которые ухудшают состояние тонкой изоляции обмоток двигателя без надлежащих синусоидальных фильтров или модулей демпфирования DV/DT.

Стандартные P-образные агрегаты с переменным крутящим моментом не обладают достаточным запасом по перегрузке:

Мощные приводы обеспечивают 150-процентный запас по току в течение шестидесяти секунд.

Агрегаты с переменным крутящим моментом обеспечивают лишь 110-процентный запас, что приводит к ложным отключениям.

Мощная система охлаждения защищает инверторные мосты во время непрерывной низкочастотной перекачки.

Практический контрольный список для расчета размеров погружных установок
На испытательных стендах для скважин, оценивающих высокоскоростные ступени турбин или специализированные испытательные насосы для аэрокосмической отрасли, используется преобразователь частоты от 50 Гц до 400 Гц для экстремального профилирования скорости. Однако стандартные глубокие скважины требуют непрерывного крутящего момента до 30 Гц для сохранения внутренних охлаждающих муфт жидкости.

Если в лабораторных условиях для стендовых испытаний компактных высокочастотных электродвигателей может применяться преобразователь частоты (с 60 Гц на 400 Гц), то при эксплуатации оборудования для водоснабжения в полевых условиях выбор преобразователей частоты должен осуществляться строго на основе номинального тока двигателя, указанного на его заводской табличке, а не на основе номинальной мощности в лошадиных силах.