Perda e eficiência do mecanismo CC:
As perdas e a eficácia de um transformador foram estudadas em uma lição anterior. Como no caso dos transformadores, é mais preciso determinar as perdas e a eficiência do motor de corrente contínua, e não pelo teste de carga direta no qual a entrada e a saída devem ser medidas.
Além disso, em máquinas grandes e uniformes de tamanho médio, não é possível organizar o carregamento real da máquina. Depois que as perdas foram determinadas, a eficiência da máquina (o ID pode ser calculado a partir dos relacionamentos:
A eficácia assim determinada é mais precisa porque o erro envolvido é apenas em perdas, enquanto no método direto, há um erro na medição de entrada e saída.
O estudo de perdas motoras e eficiência contínua da corrente é essencial para fins de projeto porque (i) perdas influenciam diretamente a economia operacional da máquina; e (ii) a avaliação de uma máquina depende da temperatura máxima que o isolamento pode resistir, que por sua vez é ditado pelo calor desenvolvido no núcleo e pelos condutores pelas perdas.
Obviamente, a notação de uma máquina para um tamanho de quadro e as perdas dadas pode ser aumentada por um projeto apropriado do sistema de ventilação.
O processo de conversão de energia nas perdas motoras na corrente direta e na eficiência envolve correntes, fluxos e rotação que causam perdas nos motoristas e materiais ferromagnéticos e perdas de rotação mecânica. Várias perdas podem ser facilmente classificadas pelo diagrama de árvores mostrado na Figura 5.50.
Perdas constantes:
Uma máquina é normalmente projetada para operar em tubos de tensão constantes e uma velocidade significativamente constante (as velocidades variáveis também são necessárias para determinadas aplicações).
Consequentemente, algumas das perdas permanecem quase constantes na faixa de trabalho da máquina e, portanto, são chamadas de perdas constantes. Perdas constantes também podem ser classificadas como perda de núcleo e perda de mecânica.
Núcleo sem carga (ferro) – loss:
Essa perda é composta de histerese e perda de corrente de redemoinho causada pela modificação das densidades de fluxo no núcleo de ferro da máquina quando apenas o enrolamento principal é excitado.
O núcleo do núcleo é amplamente confinado à estrutura de uma máquina CC, a estrutura de uma máquina síncrona e o estator de uma máquina de indução.
A frequência da variação na densidade do fluxo no núcleo do rotor da máquina de indução é tão baixa (SF) em condições operacionais normais que possui uma codificação de núcleo insignificante.
Enquanto no caso dos transformadores, a perda básica ocorre devido à variação temporal da densidade do fluxo com o eixo do fluxo fixo restante; No caso de máquinas rotativas, essa perda resulta da variação temporal da densidade do fluxo e da rotação de seu eixo. Consequentemente, a concha específica é maior em máquinas rotativas do que as dos transformadores.
A variação no tempo e no eixo da densidade do fluxo nas perdas e a eficiência do motor CC é ilustrada por meio da seção transversal de uma máquina CC, como mostra a Figura 5.51.
É facilmente visto a partir desta figura quando o reforço da máquina gira, a densidade de fluxo no volume elementar do núcleo sombreado variou ciclicamente em amplitude e na direção.
Uma histerese adicional e uma perda de corrente de foucault chamada perda de pulsação também ocorrem em máquinas rotativas devido a variações na densidade de fluxo de alta frequência causadas pela fenda do estator / rotor ou ambas.
No caso de DC e máquinas síncronas, o movimento relativo entre o reforço da fenda e os pólos causa uma variação da densidade de fluxo de alta frequência nos brotações do post devido à diferença na relutância dos fluxos de fluxo correspondente aos dentes e máquinas de caça -níqueis.
No caso de máquinas de indução onde o estator e o rotor são divididos, a frequência de pulsação é diferente em ambos.
Para reduzir a perda de pulsação, é comum o uso de pontos postais laminados para máquinas CC e síncronas; Também para pequenas máquinas desse tipo, o próprio poste principal pode ser construído com rolamento.
Obviamente, laminações muito mais espessas são usadas na boca postal do que no núcleo da máquina. A histerese e as perdas de corrente de Foucault no núcleo significam que o fluxo de densidade de fluxo está um pouco atrasado atrás da onda MMF, produzindo um torque que age como um arrasto no elemento rotativo.
Nesse sentido, a perda básica parece ser uma perda mecânica como a histerese e o torque de Foucault absorve a potência mecânica da árvore. O casal causado por essas perdas é relativamente baixo. O uso prático é feito desse casal em pequenos motores chamados motores de histerese.
Perda mecânica:
Isso inclui a perda de atrito, atrito, atrito, vento e ventilação, que são todos explicativos. A perda mecânica pode ser relativamente grande em uma máquina de alto diâmetro ou alta velocidade.
A perda de núcleo sem carga e a perda mecânica juntos são representadas na literatura pelo termo perda de rotação.
Perdas variáveis:
Essas perdas variam com a carga fornecida pela máquina e, portanto, são chamadas de “perdas variáveis”. Estes podem ser divididos em perda de cobre (I2R) e perda de carga.
Perda de cobre (I2R):
Todos os enrolamentos têm alguma resistência (embora pequenos) e, portanto, existem demissões de cobre associadas ao fluxo de corrente. A perda de cobre pode ser novamente subdividida na perda de cobre do estator, a perda de cobre do rotor e a perda de pincel.
O estator e as perdas de cobre do rotor são proporcionais à corrente no quadrado e são calculados com a resistência CC dos enrolamentos a 75 ° C.
A condução da corrente entre os pincéis (em carbono) e a troca de uma máquina CC é feita por arcos curtos nos PAPs de ar que existirão nesse contato.
Consequentemente, a queda de tensão no contato do pincel permanece praticamente constante com a carga; Seu valor para escovas montadas positivas e negativas é de cerca de 1 a 2V. A perda de contato do pincel em uma máquina CC é, portanto, diretamente proporcional à corrente.
As perdas de contato entre as escovas (em cobre-carbono) e os anéis deslizantes de uma máquina síncrona são insignificantes para todos os fins práticos.
As verificações de cobre também estão presentes no terreno com o fundamento das máquinas síncronas e CC e na regulação do reostato. No entanto, apenas as perdas no enrolamento no chão são carregadas contra a máquina, a outra sendo carregada contra o sistema.
Perda de manchete:
Além das perdas variáveis mencionadas acima, há perdas adicionais que variam com a carga, mas não podem ser vinculadas à corrente. Essas perdas são conhecidas como “perda de consideração” e ocorrem tanto nos enrolamentos quanto no núcleo.
(i) Perda de quadro por carrinho de cobre: a perda adicional de cobre ocorre em motoristas devido à distribuição não uniforme de correntes alternadas que aumentam a resistência efetiva dos condutores e são chamados de efeitos da pele.
Além disso, quando os motoristas transportam uma corrente de carga, os dentes do núcleo são saturados e, portanto, mais fluxos passam pelos slots pelos drivers de cobre que criaram perdas de corrente de turbilhão. As perdas de corrente de Foucault também estão presentes na saliência da perda.
(ii) Perda de carga de consideração ao núcleo: devido ao fluxo de corrente de carregamento em uma máquina, o fluxo de fluxo nos dentes e o núcleo é deformado. A densidade do fluxo diminui em uma extremidade do fluxo da densidade do fluxo e aumenta para a outra.
Como a concha é quase proporcional ao quadrado da densidade do fluxo, sua redução devido a uma redução na densidade do fluxo é menor que o aumento devido a um aumento na densidade do fluxo e, portanto, há um claro aumento no núcleo, principalmente nos dentes, o que é conhecido pelo nome da perda de carga no núcleo.
Sob condições movimentadas, os dentes são altamente saturados e, portanto, mais vazamentos fluem através da estrutura do estator e escudos duradouros, causando uma perda de correntes de foucault que, de fato, é outro componente da perda básica de carregamento parasitária.
A perda de carregamento parasita é difícil de calcular com precisão e, portanto, é tomada em 1% da saída para uma máquina CC e 0,5% da saída para máquinas síncronas e de indução.
Eficiência da máquina:
Devido à presença de perdas fixas e variáveis em uma máquina, a eficiência da máquina aumenta continuamente com a carga de carga um valor máximo para uma carga específica ligada ao design da máquina.
Além disso, a eficiência de carga total varia com a notação de uma máquina e é consideravelmente maior para máquinas grandes; Por exemplo, a eficiência é próxima de 75% para 1 kW de máquina, 90% para 35 kW, 93% para 350 kW de tamanho e até 97% por 3500 kW.
A eficácia das máquinas de baixa velocidade é geralmente menor que a das máquinas de alta velocidade, sendo a propagação de 3 a 4%.
Para uma máquina operando em uma tensão e velocidade substancialmente constantes, as diferentes perdas, como as contadas anteriormente são:
(1) perdas constantes,
Ou
PI0 = núcleo sem carga (ferro) -loss (constante)
PWF = enrolamento e perda de esfregar (constante)
(2) perdas variáveis,
Ou
PC = 3I2R, a perda de cobre (o fator 3 não estará presente em uma máquina CC); R é o parâmetro de resistência da máquina.
PST = perda de consideração (cobre + ferro) = αi2
(Aqui, a perda de consideração de cobrança deve ser proporcional ao quadrado da corrente de carga)
PB = VBI = perda de contato do pincel (em máquinas CC); Vb sendo a queda de tensão em contato com o pincel
Então 
Assim, as perdas de motor de corrente contínua total total podem ser expressas dependendo da corrente como
Máquina de geração:
Saída de saída, 
A eficiência máxima é obtida (denominador mínimo na equação (5.76)))))
Assim, a eficiência máxima é atingida em uma carga quando as perdas proporcionais ao quadrado atual são iguais por perdas constantes. É a mesma conclusão que a chegou para um transformador (Eq. (3.55)).
Máquina de condução:
Isso também atinge o valor máximo quando
ou seja, perdas constantes = perdas proporcionais ao quadrado atual
De acordo com o estado da equação. (5.77) ou (5.79) para máxima eficiência, perdas constantes e perdas variáveis (kV proporcionalidade constante) são, portanto, proporcionadas pela escolha das dimensões da máquina para fornecer a máxima eficiência próxima à carga total.
As perdas constantes são determinadas principalmente pela escolha da densidade do fluxo e o volume de ferro usado e as perdas variáveis são governadas pela escolha da densidade de corrente e pelo volume de cobre usado.
Além disso, a densidade de fluxo utilizada é limitada a valores ligeiramente saturados e a densidade da corrente é limitada pelo aumento da temperatura elegível (dependendo da classe de isolamento).
Consequentemente, o ajuste da eficiência da máquina para produzir o valor máximo para uma carga específica é uma proporção de ferro e proporção de cobre a ser usada na máquina.
Saída máxima:
Considere, por exemplo, a máquina de condução. A potência de saída é expressa como
É uma hipótese bastante boa negligenciar o VB; De fato, esse termo não está presente nas máquinas CA. ENTÃO
Para energia máxima
A potência máxima de saída é então dada por
A entrada de energia é 
A eficiência de energia máxima é dada por
Obviamente, será pouco menos de 50%. É muito baixo para ser aceitável para um dispositivo desviante. Além disso, na operação máxima de saída, sendo as perdas quase metade da entrada, seria impossível limitar o aumento da temperatura ao valor autorizado.
Assim, os dispositivos de fonte de alimentação eletromecânicos nunca são usados para fornecer uma saída máxima. De fato, estes são feitos com uma carga (quase totalmente responsável) para a qual a eficiência é máxima.
Isso contrasta com os dispositivos eletrônicos (baixa potência) que geralmente são usados para fornecer energia máxima porque a energia total é muito baixa, a eficiência é de consideração secundária.
Além disso, o problema da dissipação de calor (causado por perdas) não é tão intenso quanto nas perdas e eficiência do motor de alta potência.