Все в мире является энергией

3.1. Распределение потерь по объему и нагрев электрических машин

При электромеханическом преобразовании энергии часть потребляемой энергии всегда преобразуется в тепловую. Разность между потребляемой электрической машиной энергией и отдаваемой называют потерями и для удобства сравнения с мощностью машины оценивают за единицу времени и выражают в единицах мощности — Вт или кВт.

Потери в машине в зависимости от вызывающих их физических процессов подразделяют на электрические, магнитные, механические, вентиляционные и добавочные- или дополнительные. Каждый вид потерь локализован в определенных участках объема машины: электрические потери — в проводниках обмоток, соединительных проводах и в скользящих контактах (щетки - коллектор или щетки — контактные кольца); магнитные потери, включающие потери на вихревые токи и гистерезис, — в стали участков магнитопровода с переменным магнитным потоком; механические потери, включающие потери на трение в подшипниках, на трение вращающихся частей машины о воздух или газ и трение щеток о коллектор или контактные кольца,— соответственно в подшипниках, на поверхностях вращающихся деталей, коллекторов или контактных колец. Вентиляционные потери непосредственного влияния на нагрев

машины не оказывают, так как энергия, затрачиваемая на вентиляцию, преобразуется не в тепловую, а в кинетическую энергию движения охлаждающего газа. В генераторах на вентиляцию расходуется мощность приводного двигателя, поэтому выделения тепловой энергии в объеме генератора за счет вентиляционных потерь не происходит. В двигателях на вентиляцию расходуется часть электромагнитной энергии, передаваемой от статора машины к ротору, поэтому вентиляционные потери увеличивают потребляемую двигателем мощность.

Дополнительные потери подразделяют на потери холостого хода и потери короткого замыкания. Первые включают поверхностные и пульсационные потери, возникающие от пульсаций индукции в зазоре электрической машины. Потери этого вида имеют место как при холостом ходе машины, так и при ее работе с нагрузкой. Дополнительные потери короткого замыкания возникают лишь при нагрузке машины. К ним относят потери в проводниках обмотки, обусловленные высшими гармоническими поля в машине, не учтенные в расчете других видов потерь. Расчет дополнительных потерь короткого замыкания в настоящее время наименее точен по сравнению с расчетом других видов потерь. ГОСТ 183-74 предписывает учитывать этот вид потерь в размере 0,5% потребляемой мощности при нагрузке машины.

Потери и характер их распределения в объеме машины формируют ее температурное поле.