有杆抽油是应用最为广泛的传统采油方式,在国内外占有很大比例。其工作原理是靠抽油机抽油杆拖动抽油泵柱塞上下往复运动,实现抽油；上冲程时抽油机拖动抽油杆柱和油柱向上运动,载荷比较大,而下冲程时抽油机在抽油杆柱的拖动下向下运动,载荷小。因而抽油机所受载荷变化剧烈,为此常对抽油机平衡,而目前常用的机械平衡方式平衡不够彻底,还存在较大扭矩波动和负扭矩。故抽油机电机扭矩变化也较大、还存在超转速现象,造成了电机效率低下。由于增大转动惯量能够降低电机的转速波动、提高电机运行效率,本文从改变电机转动惯量的角度出发,从理论和试验两个方面研究增加电机转动惯量对电机效率的影响。根据抽油机的结构特点建立悬点运动及动力分析数学模型,计算悬点速度、加速度随曲柄转角的变化关系；以抽油机曲柄为等效转动构件,计算抽油机在一个周期的等效转动惯量。根据电机扭矩和转速关系建立方程,应用微分法求解电机在增加转动惯量前后的转速和转矩变化情况。并根据电机转速和效率的关系曲线,研究增加转动惯量对电机效率的影响。依据理论分析的结果,提出了利用飞轮来增加转动惯量的抽油机电机能量平衡装置设计方案,研制了两种型号的飞轮平衡装置。室内模拟试验表明,随抽油机冲次载荷的变化,电机的节能效果亦不同。现场的4口井的对比试验表明,CNB-II型抽油机电机能量平衡装置平均综合节电率达17.5%,最大功率降低29%；具有较理想的节能效果。