Перетворення енергії в синхронних машинах пов'язано з її втратами. Всі види втрат поділяють на основні та додаткові:
1) Основні втрати Pо - це електричні втрати в обмотці статора Pе1, втрати на збудження Pв, магнітні втрати Pм1 і механічні втрати Pмех:
Електричні втрати обумовлені нагріванням обмоток статора,
де m1 - число ваз статора, I1 - ток статора, r1 - активний опір фази обмотки статора при робочій температурі 75 # 730; С.
Втрати на збудження в основному обумовлені нагріванням в обмотці збудження,
де Iв - струм збудження, rв - активний опір ланцюга збудження, # 916; Uщ - падіння напруги в Щіткова контакті (≈2 В).
Магнітні втрати це втрати в осерді статора на перемагнічування,
де Pг - втрати на гістерезис, Pв.т. - втрати на вихрові струми.
Механічні втрати це втрати на тертя в підшипниках, тертя об повітря або інший охолоджувальний газ і тертя щіток про контактні кільця,
Pмех ≈ 3,68 (v2 / 40) # 7500 × # 7500 × l1,
де v2 - окружна швидкість на поверхні полюсного наконечника ротора, l1 - конструктивна довжина сердечника статора.
2) Додаткові втрати Pд - це втрати в поверхневому шарі ротора, викликані пульсаціями поля внаслідок зубчастої поверхні статора і ротора Рп і втрати, викликані полями розсіювання Pр,
Додаткові втрати Pд в синхронних машинах при навантаженні визначають у відсотках від потужності, що підводиться двигунів або від корисної потужності генераторів. Для машин потужністю до 1000 кВт Pд = 0,5%, а для машин потужністю понад 1000 кВт - (0,25 ÷ 0,4)%.
Отже, сумарні втрати в синхронній машині ΣP (кВт):
ККД синхронного генератора # 951; г:
де Pн - активна потужність, що відбирається від генератора в мережу або відбирається двигуном від мережі (кВт), Pн = (m1 × U1н × I1н × cos # 966; 1) / 1000.
ККД синхронного двигуна # 951; д:
ККД синхронної машини залежить від величини навантаження, яка визначається коефіцієнтом навантаження # 946 ;, який визначається відношенням віддається або відбирається машиною потужності P до номінальної потужності машини Pн (# 946; = P / Pн) і від її характеру (cos # 966; 1). ККД синхронних машин потужністю до100кВт становить (80 ÷ 90)%, у більш потужних машин - (92 ÷ 99)%. Турбо- і гідрогенератори потужністю в десятки і сотні тисяч кіловат мають більш високі значення ККД.
Тема 3.2. синхронні генератори