传统的直杆式抽油机也称磕头机,由于它在地下有千米以上的沉重的抽油杆,细长的抽油杆易变形、易断,所以故障多,维修费用高,而且电机在地面上耗能也高,不适于油田应用,但目前世界上仍有90%以上的油田在使用它。如何去掉抽油杆,就成为全球范围内的抽油机械专家的难题。本文所设计的圆筒型直线电机,是不需要通过机械转换装置的转换而使抽油机产生直线往复运动,与传统的抽油机相比,系统的效率提高了,运动系统的总体惯量减小了,电机的体积减小,起动转矩增大,起动电流小,所需供电设备及供电线路也随之减少,因此线路与设备的投入资金将大幅度地减少。综上所述,圆筒型直线电机驱动抽油机,生产成本、效率、重量、体积、出力等各项指标均优于普通异步电机驱动抽油机,节能效益必将对整个油区产能建设有更大的贡献。本课题主要完成以下工作:首先,分析直线电机的优点和应用情况。其次,分析遗传算法的原理、搜索机理、搜索步骤及特点,通过简单及复杂函数对遗传算法进行了验算,并通过在遗传算法中插入倒位算子及最速下降算子,解决遗传算法的寻优时间长、收敛速度慢的缺点。再次,从直线电机的基本原理出发,详细分析了直线电机与旋转电机的区别、直线电机的瞬态磁场,结合直线异步电机的等效电路图,在综合考虑了边缘效应的影响后,得出直线电机的运行特性和电磁计算方法,通过FORTRAN语言采用遗传算法的优化方式对圆筒型直线电机进行了优化设计,从而克服了原有旋转电机的很多弊端,使所设计的圆筒型直线电机的体积减小,出力最大,更好的满足驱动油田抽油机的需要。