12.8. КПД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Мощность, получаемая электрическими машинами, всегда меньше мощности, отдаваемой ими: часть мощности непроизводительно теряется в самих машинах. Это справедливо для любых процессов: происходит ли преобразование электрической мощности в электрическую, как в трансформаторах; происходит ли преобразование механической мощности в электрическую, как в генераторах, или электрической в механическую, как в двигателях.
Потеря мощности в электрических машинах обычно бывает очень невелика, она составляет 6-15 % преобразуемой мощности.
Потери в электрических машинах могут быть разделены на три части: потери мощности на механическое трение (во вращающихся машинах), потери мощности на нагрев проводов, по которым протекает ток (потери в меди), и потери мощности, связанные с перемагничиванием стали (потери от вихревых токов и потери от гистерезиса).
Все эти три вида теряемой мощности в результате идут на нагрев машины.
В тех частях машины, где имеется переменное магнитное поле, железо расслаивают, собирая эти части из листов железа, изолированных друг от друга. Этим достигается значительное уменьшение потерь на вихревые токи.
С таким расслоением стали мы уже встречались в § 11.4. В синхронных машинах из листовой стали собирается статор. Вращающийся ротор, напротив, делают обычно из сплошной стали, так как ротор вращается с такой же угловой скоростью, как и магнитное поле (в роторе магнитное поле постоянно).
Напротив, в машинах постоянного тока в неподвижном остове машины и в полюсах магнитный поток будет неизменным, а во вращающемся якоре сталь непрерывно перемагничивается (якорь вращается в постоянном магнитном поле). Поэтому в машинах постоянного тока их станина выполняется обычно из сплошной стали, а якорь собирается из отдельных листов.
В целях увеличения магнитного потока и уменьшения потерь на перемагничивание при изготовлении машин пользуются специальными сортами стали.
В электромашиностроении главным образом применяется кремнистая листовая сталь (так называемая электротехническая сталь), обладающая относительно малой проводимостью (что приводит к уменьшению вихревых токов) и малым гистерезисом.
В современных трансформаторах, изготовленных из хорошей стали, потери мощности очень малы. Это особенно важно, так как, прежде чем дойти до потребителя, электрическая энергия, как правило, проходит несколько раз через повышающие и понижающие трансформаторы.
