Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

5.7. Потери и КПД синхронных машин. 
Преобразование энергии в синхронной машине сопровождается ее потерями, которые 
классифицируются следующим образом: 
1. Механические потери Р
мх
• потери на трение в подшипниках; 
• трение о воздух или другой газ, охлаждающий машину, например водород 
(вентиляционные потери); 
• трение щеток о контактные кольца. 
2. Магнитные, или стальные, потери в сердечнике статора Р
с
слагаются из потерь на 
гистерезис и вихревые токи. Эти потери возникают в сердечнике статора под действием 
вращающегося магнитного поля ротора. Поскольку это поле вращается синхронно с 
сердечником ротора, то в роторе магнитных потерь почти нет. 
3. Электрические потери, обусловленные нагревом статорной обмотки: 
Р
э
= m
1
I
2
1
r
75
(5.9) 
где m
1
– число фаз; I
1
– фазный ток статорной обмотки, А; r
75
– активное сопротивление фазы 
статорной обмотки при рабочей температуре 75°С, Ом. 
4. Потери на возбуждение Р
в
, к которым помимо потерь в обмотке возбуждения I
в
U
в
относятся потери в самом возбудителе, если он работает от общего с синхронной машиной 
первичного двигателя. Потери в цепи обмотки возбуждения (ротора): 
P
ов
= I
2
в
r
в 
= I
в
U
в
(5.20) 
где r
в
– сопротивление цепи возбуждения, включая регулировочный реостат, Ом; U
в
– 
напряжение возбудителя, В. Учет потерь в возбудителе можно оценить, введя КПД 
возбудителя η
в
, через выражение: P
в 
= I
в
U
в
/ η
в
5. Добавочные потери Р
д
, которые слагаются: 
• из потерь в поверхностном слое ротора, вызванных пульсациями поля вследствие 
зубчатости внутренней поверхности статора; 
• потерь, вызванных полями рассеяния статора. 
Кроме того, для мощных синхронных машин имеют значение некоторые добавочные потери, 
возникающие главным образом от вихревых токов в проводниках статора, имеющих 
большое сечение. Путем деления стержней статора на отдельные параллельно включенные 
проводники и применения других мер удается уменьшить эти потери, но они все-таки 
остаются соизмеримыми с обычными потерями в обмотке статора. Коэффициент полезного 
действия синхронного генератора: η = Р
э
/ Р
мх
(5.21) 
а синхронного двигателя: η = Р
мх
/ Р
э
(5.22) 
Контрольные вопросы 
1. На какой ток рассчитывается каждая фаза синхронного генератора? 
2. Каким током возбуждается ротор синхронного генератора? 
3. Какие достоинства имеют синхронные генераторы по сравнению с генераторами 
постоянного тока? 

---

69 / 203