潜油电泵采油原理是潜油电泵机组下入油井内一定深度（1~2.5km），采用扁平电缆输电（油层温度在80~120t：之间），电动机带动多级离心泵高速旋转，油流在多级增压下形成足够的压头，被举升至地面。以前采取全压工频恒压运行，并且采用直接起动，存在着诸如冲击电流大、影响电泵寿命和油田产量、能源浪费严重等问题。随着变频调速技术的不断发展，变频器也在全国各大油田逐渐投入使用。然而，变频器在节能、提高产品质量以及提篼工业自动化程度方面做出巨大贡献的同时也将对潜油电泵产生一些负面效应。例如：变频器的输出电压和电流中含有篼次谐波，不仅会引起电动机损耗增加，而且会对周边其他设施造成电磁干扰；由于输电电缆存在分布电容以及电泵内部存在寄生电容，因此对应于功率开关器件的导通瞬间，将会产生正比于C（dw/df）的脉冲电流序列，脉冲电流序列将导致变频器工况恶化，影响电动机的性能，引起漏电流保护动作。为此，本文着重分析了dM/df>及谐波对异步电动机性能的影响，同时给出一些解决问题的方案。

　　2输出du/dt对电泵的彩响普通的PWM电压源变频器由于输出电压跳变台阶较大，如相电压的跳变高达到直流母线电压，同时逆变器功率器件开关速度较快，会产生较大的电压变化率，较大的dM/dt会影响电泵的绝缘轴承的寿命，由于线路分布电感和分布电容的存在，会产生行波反射作用，dw/di将会放大，在电动机端子处可增加一倍以上。

　　2.1行波反射原理及其对绝缘的彩响潜油动力电缆是一种具有较好绝缘性、较高强度和承受较高温度的特种电缆。将母线、管线用分布参数代替，每一长度元da：具有电阻id：c和电感Ld：c，而两根导线间具有电导Godz和电容Codz，构成了电缆的电路模型。根据电路方程，由此解出传输线上距离为：r处的电压和电流为了便于讨论，将式（1）改写如下卜…- V――电压的反射波即回波或反向行波均匀传输线的电路模型传输线中实际存在的只是由入射波和反射波合成的电压和电流，给出某一瞬时沿线分布的电潜油电栗变频调速系统存在的问题及优化伤，严重时绝缘被击穿，缩短了电泵的寿命。

　　2.2du/df对电动机轴承的彩响由于定子与转子间，转子与机壳间以及电动机转子轴承中存在寄生电容，会产生脉冲充电电流，而且还会因电容的累加作用使得转子电压升篼。这两者都会引起润滑油膜击穿，产生电火花并导致电动机轴承损坏。

　　3输出谐波对电泵的影响压和电流的实际分布和它们相应的人射波和反射波，图中电压u的沿线分布是电压入射波和反射波相加的结果，电流￡则是电流人射波和反射波相减的结果。可见随着电缆的加长，由于行波反射作用，dM/ck会放大，显示了一普通PWM变频器在输出电缆为33m时，电动机端电压的波形。

　　行波反射对d/d￡的放大作用此外，脉冲电流的大小按式（3）计算由此可见，由于电动机绕组间存在寄生电容，当开关器件以很高的频率通断时，将会产生峰值脉冲电流，电动机绕组绝缘将反复承受峰值很篼的脉冲电流，致使绝缘承受相当大的电应力。长期下去，将会加剧绝缘老化程度，造成电动机绝缘损―20输出谐波对电动机的影响主要有：引起电动机附加发热，导致电动机的额外温升，电泵往往要降额使用；由于输出波形失真，增加电动机的重复峰值电压，影响电动机绝缘；谐波还会引起电动机转矩脉动，噪声增大。

　　3.1谐波电流产生的附加铜损谐波电流流过电动机定、转子绕组时产生的铜损为当考虑集肤效应时，应对式（4）进行修正，修正后的公式为式（5）表明，由于集肤效应的影响，谐波电流产生的附加铜损将进一步增大。

　　3.2谐波电流产生的附加铁损与基波，电流产生的磁场不同，谐波电流产生的磁场以不同倍数的同步速度相对于定、转子旋转，所以它在转子铁心中也要产生附加铁损。谐波磁场相对于定、转子的旋转速度虽然不同，但比较接近，而且谐波次数越篼，两者越接近。

　　经过近似简化计算，可得到式（6）表明，谐波电流在定、转子铁心中产生的附加铁损与谐波电压分量的幅值的平方成正比，与谐波次数的二分之一次方成反比。提篼调制频率后，幅值较篼的电压谐波分量将向频率增大的方向移动，则谐铁损相应减小。

　　以上分柄表明，谐波电流流过电动机定、转子绕组时产生的附加损耗将导致电动机温升增大，同时将使得电动机效率下降。对于不同运行工况以及不同PWM方式供电的电动机，效率降低情况不同，但一般认为至少使电动机效率降低1~3.潜油电泵变频调速系统存在的问题及优化4解决方率4.1用，电压开关方法抑制du/df目前的变频器都采用硬性开关电路，即功率开关器件在高电压下导通、大电流下关断，处于强迫开关过程。高电压下导通是造成在功率器件导通瞬间产生高幅值dM/cU的直接原因。谐振软性开关逆变电路的提出，提供了解决硬性开关电路所造成的高幅值dM/ck问题的有效途径。在谐振软性开关电路中，功率开关器件是在零电压条件下导通，因此也就不存在硬性开关电路在高电压下强迫功率开关器件导通时产生的电压突变，因此也就不存在高幅值的dM/dt问题。

　　4.2在交流输出侧接入交流电抗器在变频器的逆变输出端设置交流电抗器可以十分有效地抑制逆变输出端产生的篼次谐波电流，大限度地保留电动机原有的电气寿命。又由于交流电抗器可以使高幅值的dw/dt造成的线路脉冲电流受到抑制，因此也就使得变频器的过载保护功能变得名副其实了。

　　4.3改变电泵的内部结构针对以上的不利影响，本文在原有电动机结构的基础上，改变其绕组结构提篼其抵抗谐波的能力。主要措施有：①将原来的定子的槽数加以变动，绕组的联接方式加以改变，将星形联结变为星-角混合联结，可以完全消除五次、七次谐波。槽的尺寸加大，有效槽面积增加，槽满率降低了，穿线难度降低，同时，也可以进一步提高绝缘。②由于采用变频供电，设计时可以不考虑电动机起动过程的影响，增加转子导条的尺寸，减小转子电阻，以减小电动机滑差损耗。③采取绝缘轴承，在必要时轴上安装接地电刷以避免轴电流对轴承的损坏。

　　5结束语变频器控制在潜油电泵采油中的广泛应用，对提高产量、节约能源和提篼自动化作业方面将做出巨大的贡献，但是也产生了一些负面效应。认清负面效应的产生原因，并将其削弱和消除，有助于促进变频器在潜油电泵采油方面的良性发展。