بشكل عام، يمكن تصنيف خسائر المحرك على أنها ميكانيكية أو كهربائية.
الخسائر الميكانيكية:
تأتي الخسائر الميكانيكية في المقام الأول من احتكاك المحمل وأي انحراف بالنسبة للدوار الدوار
خسائر الاحتكاك الصرفة دالة خطية للسرعة، ويُعزى الريح (أو الانحراف)، وهو إزاحة الهواء بواسطة أي مكون دوار في المحرك، إلى نسبة كبيرة من التلف الميكانيكي. إن تقليل المساحة الأمامية الفعالة يُحقق فوائد جمة في تقليل خسائر الريح. المحركات ذات الدوارات الملساء، مثل المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ومحركات التيار المتردد الحثية المُفضلة في المركبات الكهربائية، تُعاني من خسائر ريح أقل من المحركات ذات الحجم المماثل ذات اللفات في الدوار (مثل جميع محركات التيار المتردد ذات الدوارات ذات التيار المستمر والدوارات الملفوفة).
الخسائر الكهربائية
يمكن أيضًا تقسيم الخسائر الكهربائية إلى فئتين رئيسيتين، يُشار إليهما تقليديًا باسم "النحاس" و"الحديد"، حيث تُصنع موصلات لفّ الجزء الثابت للمحرك من النحاس، بينما يُصنع الهيكل/الإطار المغناطيسي من الفولاذ. تشمل خسائر النحاس أي طاقة مُستهلكة لإنتاج المجال المغناطيسي. ويشمل ذلك الجزء الثابت والدوار في محرك حثي تيار متردد، وأي تيار إضافي في المحرك مطلوب لإضعاف المجال في محرك تيار متردد ذي مغناطيس دائم، وخسائر مقاومة أكثر وضوحًا، وخسائر تيار متردد أقل وضوحًا (بسبب تأثير السطح وتأثير القرب).
تميل خسائر المقاومة، المعروفة أيضًا بخسائر I2R، إلى الهيمنة على خسائر محركات السيارات الكهربائية، التي تعمل غالبًا بتيارات عالية وسرعات منخفضة. في هذه الحالة، يكون حاصل ضرب السرعة في عزم الدوران، أي إجمالي قدرة المحرك، منخفضًا جدًا، ولا تُراعي I2R مُكوّن السرعة (الجهد)، لذا ستكون كفاءة محرك السيارة الكهربائية منخفضة جدًا عند بدء تشغيل الحمل من حالة توقف تام.
تحدث خسائر مقاومة بحتة عند ترددات تتراوح من التيار المستمر إلى الضوء، بينما يمكن اعتبار تأثير القشرة وتأثير القرب خسائر مقاومة تزداد مع التردد. تأثير القشرة هو ميل التيار إلى الانحصار بشكل متزايد في محيط الموصل مع زيادة التردد، وينتج عن ذلك حلقات تيار صغيرة مستحثة في الموصل (تيارات دوامية) بواسطة التيار المتردد المتدفق عبره. تتناسب هذه الحلقات من التيار الدوامي طرديًا مع مقدار تيار المصدر، وكذلك مع معدل تغير المجال المغناطيسي (أي تردد تيار المصدر). تعيق هذه التيارات الدوامية تدفق التيار في مركز الموصل وتضيف تيارًا إلى محيطه، وهذا هو سبب انحصار التيار بشكل متزايد في المحيط.
الحل المعتاد لظاهرة القشرة هو تقسيم سلك كبير إلى عدة أسلاك صغيرة معزولة عن بعضها البعض ومتوازية، لكن هذا يُسبب خسائر أكبر بسبب تأثير القرب، وهو مشابه لتأثير القشرة، باستثناء أنه تيارات إيدي ناتجة عن تيارات تيار متردد من موصلات أخرى قريبة. باختصار، كلما زادت طبقات اللفات، زادت خسائر تأثير القرب.
تتولد تيارات إيدي لأن أي مجال مغناطيسي متغير مع الزمن يُحدث تيارات في أي موصلات قريبة (بما في ذلك موصل المصدر). يُحدث المجال المغناطيسي المتغير مع الزمن جهدًا في الموصلات القريبة (بما في ذلك موصل المصدر)، وهذا الجهد يُسبب تدفق التيار في حلقة حول موصل المصدر. عند مسافة فصل معينة، ومساحة حلقة، ومعدل تغير في التدفق المغناطيسي، يكون الجهد المُستحث ثابتًا، وبالتالي يكون التيار المُولد متناسبًا عكسيًا مع مقاومة الحلقة ومتناسبًا طرديًا مع مساحة الحلقة وتردد تيار المصدر. لذلك، تكون تيارات إيدي في الموصلات الجيدة مثل الفضة والنحاس أعلى منها في الموصلات الرديئة مثل الفولاذ الكهربائي أو الفريت (وهما شبه عازلين). الفولاذ الكهربائي هو سبيكة من الحديد والسيليكون مُصممة خصيصًا لزيادة مقاومة الموصل إلى أقصى حد دون المساس المفرط بخصائصه المغناطيسية، مثل خسائر التباطؤ وكثافة التدفق التشبعي.
المقاومة المطلقة للفولاذ الكهربائي منخفضة جدًا، ومقاومة الفريت عالية جدًا، ولكن حد تشبعه أقل بكثير (عادةً 0.35 تيسلا مقارنةً بـ 1.3-1.5 تيسلا)، مما يجعله أقل ملاءمة للاستخدام في هيكل المحرك. لحسن الحظ، من الممكن تقليل مساحة الحلقة ببساطة عن طريق تقسيم هيكل متجانس إلى كومة من الصفائح المعزولة عن بعضها البعض (عادةً بطبقة رقيقة من الورنيش أو أكسيد). كلما كانت الصفائح المستخدمة أرق، انخفضت خسائر التيار الدوامي، ومع ازدياد رقتها، تصبح نسبة طلائها العازل أكبر فأكبر من إجمالي السُمك، لذا يوجد حد عملي لمدى سُمك الصفائح التي يمكن استخدامها.
آخر أنواع خسائر الحديد هو الهستيريسيس، وهو في الأساس مقاومة التغيرات في اتجاه المغنطة أو كثافة التدفق. يُثار المحرك في جميع المحركات بتيار متردد، سواءً كان مصدره عاكس خارجي أو فرش ومبدل، وتتعرض دائرته المغناطيسية لتقلبات كبيرة في كثافة التدفق بين قطبين متعاكسين. يجب أن تكون المواد المغناطيسية التي تتحمل هذه العملية "لينة"، أي سهلة المغنطة (قوة إجبارية منخفضة) دون الاحتفاظ بعزم مغناطيسي (بقايا منخفضة). على العكس من ذلك، تُصنف المواد التي يصعب مغنطتها (وإزالة مغنطتها) على أنها مواد "صلبة"، وهي تميل إلى أن تكون مغناطيسات دائمة جيدة. خسائر الهستيريسيس هي في الأساس مقياس لمدى ليونة المادة المغناطيسية، وتعتمد على كثافة التدفق.
أخيرًا، هناك العديد من الخسائر "الضالة"، أبرزها تدفق التسرب، وهو أي تدفق لا يربط الدوار بالثابت معًا. فهو لا يؤدي أي عمل مفيد. كما أن هذا التدفق غير المتصل يُنقص من جهد التيار المتردد الفعال المُثير للمحرك، والذي يُترجم إلى محاثة. آلية الخسارة الأخيرة التي نتناولها هنا هي التيارات المقترنة بالسعة في الوضع المشترك، والتي عادةً ما يكون فقدان الطاقة الفعلي فيها ضئيلًا جدًا، ولكنها قد تُسبب تآكل المحامل وإتلاف العازل في ملفات الطور، وقد تُسبب أيضًا فشل المركبة في اختبارات إشعاع EMI/RFI.
