目前异步电机作为游梁抽油机的主要配套电机,存在着很多问题,比如说“大马拉小车”现象,功率因数偏低等,造成了油井开采电费成本居高不下的难题。沈阳工业大学通益科技有限公司根据抽油机配套电机存在的问题,提出了设计一台低转速大转矩稀土永磁电机替代原有配套异步电机的课题。本文依据课题,设计了一台功率为15kW的低速大转矩永磁同步电机,用它来取代22kW游梁抽油机用异步电机,首先利用Ansoft软件对电机空载、满载起动特性进行了仿真,然后利用Ansoft软件优化了设计参数。本课题具有广阔的市场前景和良好的社会效益。本文首先介绍游梁式抽油机的工作原理及配套异步电机存在的问题,然后回顾了稀土永磁电机的国内外发展状况,在介绍了D.Howe提出的采用Modular绕组结构的稀土永磁同步电机的基础上,提出了用Modular绕组结构的低速大转矩永磁同步电机取代原有22kW配套异步电机,达到节约能源与改善电网功率因数的双重目的,并为公司带来一定的经济效益。本文在介绍了低速大转矩永磁同步电机的结构特点与电机的设计要点的基础上,重点分析了Modular绕组设计,并用Matlab编制了程序分析了电机磁势分布情况,对比了分析了几种可能方案的磁势分布情况,优选出了最终方案。建立了齿槽转矩模型,优化了槽型和极弧系数。并且完成了电机其它参数的设计。使用Ansoft软件对设计的样机进行了有限元仿真,得到的结果完全满足课题的要求,即用15kW的低速大转矩永磁同步电机来取代22kW游梁抽油机用异步电机,在文章的最后分析了一些设计参数变化对电机性能的影响,并对电机的设计参数进行了优化。这些工作的完成对解决目前油田抽油机存在的问题有着有益的帮助。