图5-16所示的泵站在注水过程中，主干线出口压力满足给定的压力范围就可以了，其给定的压力范围在4～5MPa，因此主干线出口压力未必需要平滑调节。在讨论组合变极调速之前，先来介绍柱塞泵的特点。

柱塞泵在额定转速下排量为一固定值，出口压力与泵自身特性无关，是由管路系统决定的，两者分别为一独立参数，柱塞泵的排量与转速成正比

Q=K×n （5-31）

式中 Q——柱塞泵排量（m³/h）；

n——柱塞泵轴转速r/min，即电动机转速；

K——系数。

当柱塞泵转速一定时，其轴功率与出口压力成正比

式中 P_e——柱塞泵轴功率（kW）；

P_z——柱塞泵出口压力（MPa）；

η——柱塞泵效率。

从式（5-31）可以看出，柱塞泵排量与电动机转速成正比，改变柱塞泵转速就改变了泵的排量，所以通过调速将排量调节到与需求量（即配注量）一致时，既不改变泵的效率，又不影响出口压力，这就为柱塞泵采用组合变极调速创造了条件。

在图5-16所示的泵站中，将3号泵的电动机改成6/10极的双速电机，其中6极功率为75kW，10极功率为45kW；将4号泵的电动机改成8/12极的双速电机，其中8极功率为55kW，12极功率为37kW。每台电动机都配有一个控制柜，控制柜内部装有检测控制装置、断路器、交流接触器等，在主干线出口处有一个压力传感器，组成一个压力闭环控制系统。根据主干线出口压力进行组合变极调速。根据排量的需要，这两台双速变极电动机一共有8种组合方式。组合方式对应电动机功率和柱塞泵排量如下。

组合方式一：投入12极，电动机功率37kW，泵排量21.7m³/h；

组合方式二：投入10极，电动机功率45kW，泵排量26.0m³/h；(www.daowen.com)

组合方式三：投入8极，电动机功率55kW，泵排量32.5m³/h；

组合方式四：投入6极，电动机功率75kW，泵排量43.3m³/h；

组合方式五：投入10极和12极，电动机功率和为82kW，泵排量和为47.7m³/h；

组合方式六：投入10极和8极，电动机功率和为100kW，泵排量和为58.5m³/h；

组合方式七：投入6极和12极，电动机功率和为112kW，泵排量和为65m³/h；

组合方式八：投入6极和8极，电动机功率和为130kW，泵排量和为75.8m³/h。

图5-17 排量与转速曲线

1—变频调速 2—变极调速

显然，这些组合中不能有6极和10极、8极和12极的组合。

通过上面的组合，泵站的注水排量调节就平滑了许多，在大多数情况下都能满足实际工况的要求。在上面的泵站中，主干线出口压力要求在4～5MPa，每小时注水量为100m³/h，这种情况下可以开2号泵，再投入4号泵电动机的8极绕组，总排量为97.5m³/h，电动机总功率为165kW。这种情况下总排量都有一点偏差，对工况影响不大。又如，主干线出口压力要求在4～5MPa，每小时注水量为75m³/h，这时可以投入3号泵电动机的6极绕组，再投入4号泵电动机的8极绕组，总排量为75.8m³/h，电动机总功率为130kW。

柱塞泵的排量与转速成正比，如果利用变频调速，可以得到平滑的排量调节。如果利用组合变极调速，得到的是阶梯式的排量调节。两种调速方法的排量与转速曲线如图5-17所示，图中曲线1是变频调速的结果，曲线2是变极调速的结果。可见组合变极调速的8个台阶能较好的逼近变频调速曲线，能够取得很好的节能效果。

如果将两台电动机改成三速变极电动机，排量调节会更平滑些。但电动机性能参数将受到影响。根据电机设计原理，双速电动机的定转子槽配合还比较容易兼顾，三速电动机的定转子槽配合很难兼顾，某一个极数的性能要受到较大的影响。另外三速电动机的改造成本比较高，性价比不高。因此通常情况下，采用双速电动机的组合变极调速。当然采用三速电动机的组合变极调速排量与转速的逼近效果会更好。