近年来,我国的较多油田在经过多年开采后,进入了中后期的开采阶段,在此阶段由于油层液面下降,泵充满度降低,造成抽油机效率降低。传统的游梁式抽油机使用机械齿轮作为传动机构,传动过程中存在着齿轮间相互直接接触,带来了一些无法避免的问题,例如磨损、润滑、摩擦发热、摩擦噪声、机械振动、可靠性低等。磁场调制式磁齿轮通过永磁体相互之间的磁场传动,可以较好地克服机械齿轮带来的磨损、振动、可靠性等问题。把磁场调制式磁齿轮与永磁电机结合成磁齿轮复合电机,是一种新型直接驱动的电机,它既有磁齿轮磨损低、可靠性高等优点,也有永磁电机功率密度高、功率因数高等优点,可以直接带动抽油机的大转矩负载,是抽油机的新研究方向。本文主要研究内容包括以下几点:1、通过对磁场调制式磁齿轮进行解析分析和有限元分析,详细解析了磁齿轮的原理,并对比发掘其转矩特性受其参数影响的规律;2、通过对磁齿轮复合电机进行有限元分析,详细分析其内部磁场、感应反电势、电磁转矩、铁耗等特性,并进行开环起动的瞬态仿真;3、对复合电机的控制方法与动态特性进行探究,并使用两种控制方法在matlab平台上进行仿真实验;4、把仿真数据和样机实验数据对比分析。实验结果表明,所设计的复合电机结构合理,控制方法可行,而且使用了复合电机的抽油机系统在效率和功率因数上都有了显著的提高。