Потери в электрических машинах

При работе электрической машины часть потребляемой ею мощности теряется бесполезно и рассеивается в виде тепла. Эта часть потребляемой мощности называется потерями мощности или просто потерями. Полезная мощность машины , отдаваемая машиной, всегда меньше потребляемой мощности , подводимой к машине на величину потерь : .

В машинах постоянного тока, как и в других электрических машинах, потери подразделяются на основные и добавочные. Основные потери возни­кают в результате происходящих в машине основных электромагнитных и механических процессов, а добавочные потери обусловлены различными вто­ричными явлениями, сопровождающими преобразование мощности в ма­шине. Основные потери подразделяются на магнитные, электрические и ме­ханические потери.

Магнитные потери   происходят только в сердечнике якоря, так как только этот элемент магнитопровода машины постоянного тока подвергается перемагничиванию. Величина магнитных потерь, состоящих из потерь от гистерезиса и потерь от вихревых токов, зависит от частоты перемагничива­ния, значений магнитной индукции в якоря, толщины листов электротехни­ческой стали, ее магнитных свойств и качества изоляции этих листов в пакете якоря. Эти потери не зависят от режима работы машины (холостой ход, на­грузка) и их относят к постоянным потерям в машине. В машинах постоянного тока они составляют от 15 до 25% общих потерь.

Электрические потери   в машине постоянного тока обусловлены про­хождением тока по обмоткам возбуждения и якоря. Их величина зависит от величины проходящего тока в квадрате и активного сопротивления об­мотки. Электрические потери также имеют место и в контакте между щеткой и коллектором.

Электрические потери в цепи якоря и в щеточном контакте зависят от на­грузки машины, поэтому эти потери относят к переменным потерям. В машинах постоянного тока они составляют от 50 до 70% общих потерь.

Механические потери . В машине постоянного тока механические потери складываются из потерь от трения щеток о коллектор, трения в под­шипниках и на вентиляцию. Эти потери зависят от величины скорости вращения якоря машины и не зависят от величины нагрузки, поэтому их относят к постоянным потерям. В машинах постоянного тока они составляют от 5 до 15% общих потерь.

В машинах постоянного тока имеется ряд трудно учитываемых потерь – добавочных. Эти потери складываются из потерь от вихревых токов в меди обмоток, потерь в уравнительных соединениях, в стали якоря из-за не­равномерного распределения индукции при нагрузке, и др. Добавочные по­тери составляют хотя и небольшую, но не поддающуюся точному учету ве­личину. Поэтому, согласно ГОСТу, значение добавочных потерь   прини­мают равным (0,5-1)% от полезной мощности для генераторов или (0,5-1)% от подводимой мощности для двигателей.