在游梁式抽油机工作过程中,由于其自身机械结构特点以及井下复杂的负载情况等因素,导致它的运动情况比较复杂,这就对其电机所用的节能设备有比较高的要求,驱动电机总是处于驱动——制动——驱动的循环状态。为了不使电机的功率因数降低,节能设备必须实时根据抽油机工作状态来控制抽油机驱动电机。而正因为上述多方面复杂原因,现场的节能设备是否真的能根据当地特定条件而进行节能控制,往往无法得出定论,节能设备厂家既无法有力的说服油田相信其节能设备的优良性能,又无法根据实际节能状况对节能设备做出改良。因此研发出一款可以应用在游梁式抽油机上的节能测试实验系统具有重要的实用意义。本论文针对永磁同步电机驱动的游梁式抽油机在不同复杂地上地下环境下运行过程中,不同节能设备具有不同节能特点的现象,目的是设计出能够模拟不同抽油机在不同工况下的负载,利用模拟负载搭建模拟试验台,测量带上模拟负载以及节能设备下的抽油机电机耗电量,达到真实检测节能设备节能情况的目的。论文首先通过查找典型抽油机,并了解具体结构与井况参数相关资料后,运用MATLAB/Simulink仿真软件对其进行了功率特性仿真,得到一个运行周期内电机的扭矩特性曲线,同时与测得的实际数据相比较以检验仿真模型的正确性,为下文上位机模拟扭矩计算提供理论依据。其次,根据抽油机载荷模拟原理,结合当今模拟负载主流方案进行挑选整合,设计出本实验测试的整体系统方案,并分析本方案的优劣特点。再次,结合系统的总体设计方案与总体功能需求,对系统的硬件电路与软件程序进行了详细的设计与编写。硬件电路主要包括单片机最小系统电路、电压检测电路、电流检测电路、通讯电路、驱动电路等;软件编程主要有上位机的编写与测试、PID控制算法的仿真与测试等。最后,在上述工作的基础上利用上位机进行了相关的测试试验,同时记录测试数据,并对测得的数据进行分析,用以验证节能测试系统的有效性。