Потери и коэффициент полезного действия

Часть подведенной к электрической машине энергии не может быть полезно использована в машине и рассеивается в виде тепла в окружающее пространство.
Эту часть энергии называют потерями.
Потери в стали Рст или магнитные возникают в теле якоря и полюсных наконечников при перемагничивании от гистерезиса и вихревых токов. Мощность этих потерь зависит от частоты перемагничивания f = pn/60  и максимального значения магнитной индукции Bм.
Потери механические Рмех получаются в подшипниках при трении вращающихся частей о воздух и трении щеток о коллектор. Мощность механических потерь пропорциональна частоте вращения машины n. Если частота вращения n и ток возбуждения Iв неизменны, то потери  Рст+ Рмех постоянны. Они называются потерями холостого хода Рх.
Потери электрические возникают при прохождении тока по обмотке якоря и переходному контакту между щетками и коллектором, а также во всех обмотках возбуждения и дополнительных полюсов:

Потери в щеточном контакте Рщ = ΔUщIя определяются по падению напряжения ΔUщ, которое принимается: 2 В — для угольных, графитных и электрографитированных щеток и 0,6 В для медно-графитных щеток.
Потери добавочные Рдоб в обмотке и стали якоря вызываются искажением магнитного поля реакцией якоря и полями, возникающими вокруг секций, в которых происходит коммутация. Эти потери оцениваются от 0,01 до 0,005  UнIн и считаются пропорциональными I²я.

Коэффициентом полезного действия электрической машины называется отношение полезной мощности Р2 к затраченной (полной) мощности Р1. Тогда для генератора

График изменения к. п. д. в зависимости от полезной мощности Р2 показан на рис. 4-27. Когда полезная мощность мала и потери холостого хода Рх сравнимы с ней, то к. п. д. мал. С ростом полезной мощности к. п. д. быстро нарастает, так как потери холостого хода постоянны. При увеличении нагрузки электрические потери Рэ возрастают пропорционально квадрату тока и рост к. п. д. замедляется. Наибольшее значение к. п. д. обычно наступает при (75 100%)Рн и равно 70—93%. Большие цифры относятся к более мощным машинам.