1992年3月23日至28日，在中国国际展览中心举行的北京第四次国际石油设备及技术展览会上，一套超小型机械动力系统引起了参观者的浓厚兴趣。这套很不起眼的机械动力系统，由于采用了稀土新材料，体积小，功率大，而且启动电流也很低，在额定电流范围内，都能正常启动，特别是由于应用了电子数控技术，节能效果极佳。对识宝的人来说无需渲染，也能清楚地感觉到，这套系统之于电力机械的发展，如同集成电路之于电子产业一样，很可能引起机电行业的一系列变革。难怪几位蓝眼睛的外国专家，在与中国同行经过一番技术探讨之后，便直截了当地提出了这样的问题：“你们的技术成果能否与我们合作生产？出资多少才能合作？”……

据举办展览会的有关负责人士称，几天来，在这套命名为“全数控电力拖动系统”的机械设备面前，这样的向话不知出现了多少次。那么，这套系统为什么会对参观者产生如此大的吸引力呢？

新概念的结晶

打个比方，某君一天劳累下来，想松弛一下，于是打起了太极拳，忽左忽右，忽上忽下，忽前忽后，一系列的动作完成之后，他觉得很轻松，毫无累意（体能消耗）。要是由一个传统意义下的机器来重复这一过程，那是肯定要失败的，即使假定它能够成功，也必将花掉巨大的能量。动物（人）的运动和传统机器运动的不同之处，就在于传统机器只能按照机械规律运动，动物（人）则可以作实时随机运动。

自从有了动力机械之后，人们就一直习惯与传统的动力机械打交道，并不断地在传统的领域内改进机器的性能和效率，结果怎样呢？拿今天一台最先进的机器来说，尽管其性能和效率可能已经差不多接近了理论可以达到的顶点，但还是难以与最低级的动物相提并论。那么，是否可以应用仿生学的原理，研制出一种具有动物运动特征，能够随机改变其运动姿态的电动机械装置呢？这个问题十几年前就在我国几个不同行业中引起科学家们的强烈共鸣，进而最终开拓和确立了“全数控电力拖动”的新概念。在这个全新的概念里，该电力拖动系统的机械部分只担负力学功能，因而有可能使其机械结构简化到最低程度，其它所有部分的功能则全部由电子系统来承担，只要控制电子系统，就可以对整个装置加以“全方位”的控制，从而达到简化结构，强化智能，减低能耗的目的。

记得一位知名的学者说过这样一句话：一个全新的科技概念，足以引起一场工业革命。全数控电力拖动新概念的确立，本身已经预示了电力机械发展的一系列重大变革。

新材料的奉献

其实，在全数控电力拖动的概念里，该电力拖动系统的机械部分与一个典型的同步电机没什么不同，机械动力系线的定子部分也与一般的三相感应电动机完全一样。其卓越功能之得以实观，很大程度上取决于稀土这种新材料的开发与应用。

十几年前，有位能源专家提出一个广泛使用稀土材料的建议。当时任石油部部长的康世恩同志首先对此做出了敏锐的反应，于是一场对稀土的大规模的研究很快就在石油战线上展开。继而，一群有志于从事稀土材料研究的跨部门的科学家加人了这个行列，于1985年前后制造出了两批303台稀土电动机，同时对稀土电机进行了电机磁场特性方面的研究。经反复实验，确认稀土电机的强磁性和永磁性特征，从而为电力系统的节能提供了必要的基础条件。而后，他们又进一步投入了对数字式稀土电动拖动系统的研究工作。在对传统的电力拖动系统不改变其电机的电磁相互作用原理的条件下，将电机的转子或定子之一改为以稀土永磁体磁场的电力拖动系线，而将除定子、转子构成的力学系统以外的其它功能，均分配到在当代高新技术基础上建立起来的电子系统去担负，并且用实时过程控制软件取代传统的自动化仪表以及各种硬逻辑系统，从而最终形成了机电一体化的新的电力拖动系统——全数控电力拖动系统。

新成果的威力

总之，全数控电力拖动系线，是体现高技术、新概念和新材料这种有机结合的一个成功范例。这种结合，使得它与传统的设备相比，结构极其简化而性能大为改善，且能耗成倍的下降，显示出传统的电力机械所无可比拟的功能。

据有关专家介绍，该系统不但能够有效地防止高次谐波对于电网产生的不良影响，防止电机超负荷运行，而且能对电机的速度、加速度、方向、扭矩、行程等实施多参量的综合控制。其各种性能指标都很先进，它的功率系数在97%以上；满荷时其效率要比同类电机高出3-5%，30%负荷时则比同类电机高出一倍；它的容量比同类电机高50%；扭矩比同容量同转速的电机高70%；启动电流比同类感应电机低出20倍；无滑差；而且可在0~±100%范围以内连续调速；在0~±21600转/分范围内以任意姿态连续工作。

一台常见的14吨游梁抽油机，配备功率为75千瓦，重量约30吨，启动电流一般是额定电流的4倍。采用全数控电力拖动系统之后，钢材消耗量将减少50%，拖动功率仅为30千瓦，启动电流也将保持在额定电流以内，并且可以根据每一口油井的特征，随机应变，始终保持最佳的运动状态，杜绝地面动力和井下设备因运动不协调而产生的动态干扰，提高原油的产出率。

1990年，大连特种装备公司与辽河油田合作，对该系统的变频器进行了测试，证明实际节能30%-40%。利用该项技术，中国石油天燃气总公司宝鸡石油机械厂生产的谐振泥浆筛，能根据钻井泥浆技术参数和性能的改变，自动调整振动筛的技术参数，保证在任何工作情况下，泥浆筛都能高效优质地工作，能耗为传统的谐振泥浆筛的1/10。

新组合的思考

一项高新技术产品的诞生，只有和市场充分结合起来，才能转化为直接的生产力，这就需要我们的政府部门、科技部门、技术开发、推广部门、企业管理配门、以及生产部门的通力合作。全数控电力拖动系统是一项有可能引起石油工业技术革命的重大高新技术成果，它的发明者是一个“跨部门横向联合体”。用中国石油天燃气总公司总工程师李虞庚的话说，这个成果出自一个“为了我们整个石油工业技术的发展，靠发挥各自的技术优势、各自的长处而结合在一起的非经济实体性团体”。这就更需要各方面的共同努力，而且这个事情本身也是一个值得引起人们深思的问题。我们希望，这个如此来之不易的重大技术成果，不久的将来就能全面地服务于我们自己的整个石油工业，而不是“为他人作嫁衣裳”。