В любых электродвигателях и генераторах процесс преобразования электрической энергии в механическую и наоборот всегда сопровождается так называемыми потерями, то есть рассеиванием части подводимой энергии.
В электродвигателях принято различать основные и добавочные потери.
Основные потери – это те потери, которые образуются в результате протекания тех механических и электромагнитных процессов, без которых невозможна работа двигателя в принципе. К ним относятся: электрические потери в обмотках и в контактах, магнитные потери в сердечниках, а также механические потери.
Добавочные потери – это те потери, которые возникают при протекании вторичных электромагнитных процессов. К таким потерям относятся потери из-за пульсирующего характера магнитного потока, потери вследствие наличия высших гармонических в кривых МДС ротора и статора, потери, обусловленные потоками рассеяния обмоток и др.
Потери в обмотках
Потери данного типа (за исключением параллельной обмотки возбуждения двигателя постоянного тока) вычисляются по двум параметрам: ток и сопротивление обмотки. Если принять во внимание, что температура обмоток различных двигателей различна (с учетом того, что двигатели работают в нормальном режиме), то при вычислении потерь величина сопротивления обмоток принимается в зависимости от стандартной рабочей температуры по ГОСТ 183-74. Для обмоток, имеющих изоляцию класса нагревостойкости В – 75⁰ С. Для обмоток с изоляцией классов Н и F – 115⁰ С.Если речь идет о потерях в параллельной обмотке возбуждения, то они вычисляются по напряжению возбуждения и по току.
Потери в переходных контактах щеток
Потери данного типа определяются по двум параметрам: ток и переходное падение напряжения в щетках. Второй параметр зависит от того, каково исполнение щеток. Так, у графитовых щеток его величина колеблется от 1,4 до 2,4 В. У металлографитных – от 0,2 до 1,1 В. При вычислении потерь считается, что падение напряжения не зависит от тока.
Потери в стальных сердечниках
Большая часть потерь данного типа возникает в тех частях сердечников, которые наиболее подвержены так называемому перемагничиванию – это статор двигателя переменного тока (а именно, спинка и зубцы) и якорь двигателя постоянного тока.
Механические потери
Потери данного типа включают в себя несколько разновидностей: потери на трение в подшипниках, потери от трения щеток, якоря или ротора, потери, вызванные вентиляцией мотора.
Добавочные потери
Наиболее выраженные добавочные потери различаются в зависимости от типа электродвигателя. Так, у асинхронных моторов наибольшие добавочные потери возникают на поверхности ротора, а также на статоре при холостом ходу. Это обусловлено зубчатым строением статора. У двигателей постоянного тока наибольшие добавочные потери возникают на поверхности полюсов вследствие воздействия вихревых токов и пульсации потока. У синхронных электродвигателей максимальные добавочные потери возникают в демпферной обмотке и на поверхности полюсов. Кроме того, значительные потери образуются в обмотке статора как следствие наличия вихревых токов, наведенных собственным потоком рассеивания.