Актуальность. В установках со штанговыми насосами стоимость электроэнергии, потребляемой приводным электродвигателем, составляет существенную долю затрат в общих эксплуатационных расходах на добычу нефти. Очевидно, что снижение энергопотребления электродвигателем приведёт к снижению эксплуатационных расходов. Поскольку штанговые насосы доминируют в нефтедобывающей отрасли, можно ожидать, что любые средства, обеспечивающие снижение потребления энергии, принесут значительную экономическую выгоду и позволят достичь целей и стандартов энергоэффективности. Анализ энергопотребления показывает, что из-за потерь в двигателе, наземной установке и колонне насосных штанг мощность, необходимая для подъема нефти на поверхность, ощутимо меньше мощности, потребляемой приводным двигателем. Асинхронные двигатели, широко используемые в штанговых насосных установках, работают с переменной нагрузкой, при этом среднецикловый КПД и коэффициент мощности значительно меньше номинального значения. Таким образом, спрос на повышение эффективности электропривода штанговых насосов очевиден. При использовании преобразователей частоты это требование может быть удовлетворено за счет уменьшения потерь в двигателе посредством коррекции закона частотного управления. Основной целью исследования является разработка максимально эффективной по энергозатратам стратегии управления асинхронным частотно-управляемым электродвигателем штангового насоса на цикле работы механизма с переменной нагрузкой. Объекты: частотно-регулируемый асинхронный электропривод, штанговый насос, нефтедобывающая скважина. Методы: имитационное моделирование комплекса, состоящего из преобразователя частоты, асинхронного двигателя (с учетом потерь в стали), штангового насоса; аналитическое формирование оптимизированной траектории намагничивающей составляющей тока статора на цикле работы агрегата в системе векторного управления двигателем. Результат. С использованием интегрированной имитационной модели сравнивались энергозатраты штанговой насосной установки при работе при номинальном потоке и при оптимизированной траектории намагничивающей составляющей тока статора. Результаты моделирования показывают, что около 1,6 % необходимой энергии может быть сэкономлено при работе штангового насоса на основе рассчитанной оптимальной траектории намагничивающего тока.
