變頻電動鉆機電器控制系統由發電系統（發電機、控制柜）、交流傳動系統（變頻柜、制動柜、）控制網絡（PLC柜、司鉆操作臺、工控機、遠程計算機、AS-i總線系統）、交流電機控制中心組成。
1) 動力發電系統
該控制裝置共有4個發電控制柜組成，其主要功能是：控制柴油機的轉速與發電機的勵磁電流，得到600V、50HZ穩頻、穩壓電流，作為全井場的動力電源；發電機控制柜內還設有并網控制電路，控制多臺發電機的并網以達到同期合閘操作。發電機可按工況需要，全部或任意兩臺以上在線運行時，負荷都能均衡分配，負荷轉移平穩，能承受鉆機的負荷特性和電動機起動時的沖擊。發電機控制裝置還具有功率限制、自起動電源電路、接地檢測相序保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過頻保護、逆功保護、短路保護、柜內故障自檢等功能。
2）交流傳動系統
a 變頻驅動控制
變頻主驅動系統由若干變頻柜組成，分別將600V、50HZ恒壓、恒頻的交流電壓變成0～800V連續可調的交流電壓，以一拖一的驅動方式分別驅動鉆井泵、絞車、轉盤。絞車和轉盤電動機具有反轉功能，扭矩限制0%～100%范圍內任意調節。絞車有兩臺電動機驅動，運行時負荷均衡，轉速同步：絞車控制裝置有制動單元，使絞車具有快速啟、停的功能：絞車電動機具有四象限運行的特性，在下鉆作業中能夠提供持續的電磁制動轉矩。
在石油鉆機中應用較多時Simens變頻器。SIMOVERTｍａｓｔｅｒDRIVE 矢量控制變頻器采用IGBT元件、全數字技術的電壓源型變頻器。
b 自動送鉆
送鉆變頻柜將400V、50HZ恒壓、恒頻的交流電壓變流成0～400V變壓、變頻連續可調的交流電壓，以一拖一的驅動方式驅動送鉆電動機。恒壓方式可以實現恒壓自動送鉆。送鉆電動機在恒速方式時具有正反轉的功能，可以起到應急起放井架和鉆具的功能，也可以恒速送鉆。送鉆變頻柜內設有制動單元與外部制動電阻構成的能耗制動裝置。
3）司鉆控制臺
司鉆控制臺通過高性能的可編程控制器與總線控制，供司鉆在鉆井作業進行各項操作，同時可以通過觸摸屏和顯示屏對控制系統的主要設備運行狀態進行監控。司鉆控制臺為內壓防爆式，并有減壓裝置
4）觸摸屏和顯示屏
觸摸屏和顯示屏除顯示鉆機系統相關的運行與監控參數外，同時具有參數設定功能：、
A 設定自動送鉆參數、游車防碰系統參數等
B 查看所有在網絡中的設備的實時狀態
C 報警信息提示司鉆關注提示到的設備狀況
D 故障信息提示司鉆關注已產生故障的設備
E 顯示鉆井參數：懸重、鉆壓、井深等參數
F 安全防衛信息
G 故障診斷信息
5）制動控制
制動柜內的制動單元和房外的制動電阻的主要功能是：在絞車需要制動時，控制電動機進入發電運行狀態，使電動機產生于旋轉方向相反的制動力矩，負載側的機械能轉化為電能通過逆變器傳道變頻柜直流母線上。當直流母線電壓高于最高閥值時，制動控制單元自動將制動電阻接通，使中間直流母線之間電容器儲存的多余電能以熱能形式由制動電阻消耗，以維持直流母線上的電壓保持恒定。這種制動方式稱為回饋制動。自動送鉆系統的制動單元也采用回饋制動。
6) 主控制系統
A 可編程控制器運行狀態總線控制系統
系統采用西門子的S7-300可編程控制器和PROFIBUS現場總線技術實現數據的快速傳輸，并可通過觸摸屏、工控機、遠程計算機實現監控、故障報警、參量修改診斷、存儲記錄等功能。
可以監控的主要參數有：1 發電機運行狀態及參數2 變頻器運行狀態及參數3 系統操作與運行狀態 4 系統故障與報警信息5 MCC運行狀態6 游車運行狀態7 一體化鉆井儀表
B 游車防碰系統
可編程控制器通過總線采集主電動機的運行參數和滾筒編碼器的數字信號，計算出當前的游車位置和速度，當游車到達減速點時，通過程序指支柱電動機減速到安全速度；當游車到達停車點位置時，主電動機懸停。若當游車超過停車點仍未停車，則系統自動停止變頻柜運行并安全抱閘。
C 一體化儀表系統
通過數據采集單元（現場傳感器、編碼器、變送器等），可編程控制器經過計算處理，在觸摸屏、顯示屏、遠程計算機顯示以下鉆機參數：懸重、鉆壓、井深、機械鉆速、轉盤轉速、轉盤扭矩、泵沖泵壓、泥漿池液位、出口返回量、游車位置等參數。
7）MCC配電控制系統
交流電動機控制中心的主要功能是對井場的鉆臺、鉆井液循環罐區、油罐區、壓氣機房和水罐區的交流電動機進行控制，并給井場提供照明電源。交流電動機控制中心系統對30KW以上采用軟起方式，通過AS-i總線操作與監控，同時保留手動軟起和手動直接啟動的功能。MCC柜采用分裝式結構，以便維修更換。交流電動機控制中心的電源來自主變壓器，一臺變比為600V/400V的干式變壓器。
MCC配電控制系統配置有開關柜，其主要功能是：切換選擇交流電動機控制中心400V交流母線的電源，一路選擇為主變壓器供電至交流電動機控制中心交流母線，一路選擇為輔助發電機至交流電動機控制中心交流母線，兩路電源電氣互鎖。
