（a） 控制保护线路1
（b） 控制保护线路2
图4 具有缺相与过载保护的两种抽油机常用控制线路
2）同时应用电流信号进行缺相和过载保护
这种方案仍然采用电机直接起动，以三个电流互感器监测电机三相电流,原理电路如图5所示。该电路通过电流互感器检测出三相电流信号，当缺相时，整流电压Ud波形出现缺口，使缺相保护电路动作；当过载时Ud值增加，超过过载保护门槛，过载保护电路动作。该电路的设计应考虑起动时的过载（交流电机直接起动电流为额定电流的5～7倍），不应使过载保护动作，由于加到电机定子侧的电压为固定值，功率因数仍很低，不能进行有效的节能。
图5 应用电流信号进行缺相和过载保护的原理图
3）应用电容补偿提高功率因数
有许多油田抽油机的控制装置采用电容器补偿，即在电机三相定子绕组上并接一固定三相电容器组，由于电容值固定，只能使抽油机的功率因数提高，而不能达到最优。经对延长油矿西区采17＃生产油井采用固定式电容补偿的测试表明，功率因数为0.54～0.98，比不补偿时的0.154～0.5提高了很多，但不是都大于0.9，同时由于加到电机定子侧的电压恒定，所以电机的损耗并未降低。
4）应用变频器来按电机负载情况进行调速
采用变频器来控制电机，即变频器按负载的大小对电机进行变频调速，轻载时使电机的转速降低，从而得到近似于泵类负载的节能效果。由于变频器的价格较高，使这种方案推广难度大，同时，由于抽油机运行环境的恶劣，其可靠性亦存在问题，现场维护力量跟不上，是油田不太喜欢的方案。
5）保持电机转速恒定，按负载大小调压
此方案是各电力电子企业和科研单位正在开发探讨的方案。国内亦有几台从日本进口的此类设备，其工作原理是按抽油机负载的周期性变化，通过晶闸管调节加到电机定子侧的电压值，从而使电机的实际运行电流减小，保证在运行过程中电机的铁损耗与铜损耗相等，从而减小电机空载及轻载时的损耗。经测试采用这种调节方法后，可使电机的损耗减小20％～30％，采用晶闸管调压，可以解决电机的软起动，缺相保护，过载保护等问题。另外，晶闸管作为无触点开关，省了接触器，从而解决了接触器工作寿命相对较短（触点寿命仅10000多次）的问题。
4 抽油机电控装置发展趋势的探讨
由于抽油机是石油开采中必须使用的设备，随着国民经济的飞速发展，国内对石油的需求量逐年增加，可以断言抽油机的使用量将会有很大的增加，所以，新型节能的抽油机电控装置的开发和推广应用不可避免，对抽油机电机控制的研究将会有一个很大的飞跃，其发展趋势如下：
1）直接起动不带保护的抽油机电机控制方案将会快速退出历史舞台由于这种控制方案的弊端，现在已不在大、中油田的采油企业中使用，相信地方油田也将会很快淘汰它。
2）具有软起动，缺相和过载保护以及功率因数补偿的抽油机电机控制方案将大面积推广和应用为保护抽油机电机不被烧坏，这种带有智能化控制的电控设备将获得大面积推广和使用。应特别强调的是这种控制设备中补偿电容将不是固定地接在抽油机电机的定子端，而是根据抽油机负载曲线随时自动切换补偿电容的数量，从而使抽油机工作的整个周期内的功率因数都补偿到0.9以上。其缺相保护，过载保护性能将更加灵敏、更加迅速、更加准确和可靠。
3）保持电机转速稳定，具有多种保护功能及功率因数补偿的抽油机控制设备将是抽油机电控设备发展的主流由于这种抽油机控制方案具有软起动功能，缺相、过载、电机过热等保护功能齐全，且可根据地下油藏及抽油量的大小自动调节抽油机电机的端电压，同时有功率因数补偿环节，可极大地减小抽油机拖动电机的损耗，实现很好的节能效果。毫无疑问，这种方案将是抽油机电机控制方案的主流，将在各油田获得广泛应用，其市场前景巨大。
4）带有遥控遥测功能，具有完善保护能力，可节能的抽油机电机控制器是一个研究热点由于采油井分布地域广而复杂，而且不是每个生产油井都有人值班，所以，这种控制装置将是抽油机电机控制设备的一个发展方向。它可以实现多台抽油机的集中控制,达到巡回检测，群控等功能，能把抽油机的生产运行情况及时向中央控制站报告，特别符合油田的生产需要，是未来几年内抽油机控制装置的一个研究热点，将代表着抽油机电机控制装置的发展方向。
5）抽油机电控装置将从结构和性能上不断创新由于抽油机工作环境十分恶劣，要求其电控装置具有防霉、防雨、防爆等功能，所以，随着研究的深入，抽油机电控装置的结构将朝着具有上述三防功能，体积更加缩小，更便于维修和
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