En sentido general, las pérdidas del motor pueden clasificarse como mecánicas o eléctricas.
Pérdidas Mecánicas:
Las pérdidas mecánicas provienen principalmente de la fricción de los cojinetes y de cualquier resistencia al viento relativa al rotor giratorio.
Las pérdidas por fricción pura son una función lineal de la velocidad, y la fricción aerodinámica (el desplazamiento del aire por cualquier componente giratorio del motor) representa una gran proporción del daño mecánico. Minimizar el área frontal efectiva puede aportar grandes beneficios a la reducción de las pérdidas aerodinámicas. Los motores con rotores lisos, como los motores síncronos de imanes permanentes y los motores de CA de inducción, preferidos en vehículos eléctricos, tendrán menos pérdidas aerodinámicas que los motores de tamaño equivalente con devanados en el rotor (como todos los motores de CC y de CA con rotor bobinado).
Pérdidas eléctricas
Las pérdidas eléctricas también se pueden dividir en dos categorías principales, tradicionalmente denominadas "cobre" y "hierro". Los conductores del devanado del estator del motor son de cobre y la estructura/bastidor magnético es de acero. Las pérdidas de cobre incluyen la energía consumida para generar el campo magnético. Esto incluye el estator y el rotor en un motor de inducción de CA, la corriente adicional del inducido necesaria para debilitar el campo en un motor de CA de imán permanente, las pérdidas resistivas más evidentes y las pérdidas de CA menos evidentes (por efecto pelicular y efecto de proximidad).
Las pérdidas resistivas, también conocidas como pérdidas I₂R, suelen predominar en las pérdidas del motor de los vehículos eléctricos, que suelen funcionar con altas corrientes y bajas velocidades. En este caso, el producto de la velocidad por el par, es decir, la potencia total del motor, es muy bajo, y la I₂R no tiene en cuenta el componente de velocidad (voltaje), por lo que la eficiencia del motor del vehículo eléctrico será muy baja al arrancar una carga desde una parada completa.
Las pérdidas puramente resistivas se producen a frecuencias que van desde la CC hasta la luz, mientras que el efecto pelicular y el efecto de proximidad pueden considerarse pérdidas resistivas que aumentan con la frecuencia. El efecto pelicular es la tendencia de la corriente a confinarse cada vez más en la periferia de un conductor a medida que aumenta la frecuencia, causada por pequeños bucles de corriente inducidos en el conductor (corrientes parásitas) por la corriente alterna que fluye a través de él. Estos bucles de corrientes parásitas son proporcionales a la magnitud de la corriente de la fuente y también a la tasa de cambio del campo magnético (es decir, la frecuencia de la corriente de la fuente). Estas corrientes parásitas impiden el flujo de corriente en el centro del conductor y añaden corriente en la periferia, por lo que la corriente se confina cada vez más en la periferia.
La solución habitual para el efecto pelicular consiste en dividir un cable grande en muchos cables pequeños, aislados entre sí pero en paralelo. Sin embargo, esto genera mayores pérdidas por efecto de proximidad, que es básicamente el mismo que el efecto pelicular, salvo que se trata de corrientes parásitas causadas por corrientes alternas de otros conductores cercanos. En resumen, cuantas más capas de devanados haya, mayores serán las pérdidas por efecto de proximidad.
Las corrientes de Foucault se generan porque cualquier campo magnético variable en el tiempo induce corrientes en cualquier conductor cercano (incluido el conductor fuente). Un campo magnético variable en el tiempo induce un voltaje en los conductores cercanos (incluido él mismo), y este voltaje hace que la corriente fluya en un bucle alrededor del conductor fuente. Para una distancia de separación, área de bucle y tasa de cambio de flujo magnético dados, el voltaje inducido es fijo, por lo que la corriente generada será inversamente proporcional a la resistencia del bucle y directamente proporcional al área del bucle y la frecuencia de la corriente fuente. Por lo tanto, las corrientes de Foucault en mejores conductores como la plata y el cobre serán mayores que en conductores más pobres como el acero eléctrico o la ferrita (que son casi aislantes). El acero eléctrico es una aleación de hierro y silicio diseñada específicamente para maximizar la resistividad del conductor sin comprometer excesivamente sus propiedades magnéticas, como las pérdidas por histéresis y la densidad de flujo de saturación.
La resistividad absoluta del acero eléctrico es bastante baja, y la resistividad de la ferrita es muy alta. Sin embargo, también presenta un límite de saturación mucho menor (normalmente 0.35 T en comparación con 1.3-1.5 T), lo que dificulta su uso en la armadura de un motor. Afortunadamente, es posible reducir el área de bucle simplemente fragmentando una estructura monolítica en una pila de láminas aisladas entre sí (normalmente con una fina capa de laca u óxido). Cuanto más delgadas sean las láminas utilizadas, menores serán las pérdidas por corrientes parásitas, y a medida que las láminas se hacen más delgadas, su capa aislante representa una proporción cada vez mayor del espesor total, por lo que existe un límite práctico para el espesor de las láminas que se pueden utilizar.
La última de las pérdidas en el hierro es la histéresis, que es básicamente la resistencia a los cambios en la dirección de magnetización o la densidad de flujo. La armadura de todos los motores se excita con una corriente alterna, ya sea proporcionada por un inversor externo o por escobillas y conmutador, y su circuito magnético experimenta repetidamente grandes fluctuaciones en la densidad de flujo entre polaridades opuestas. Los materiales magnéticos que toleran esta operación deben ser "blandos", es decir, fáciles de magnetizar (baja coercitividad) y, al mismo tiempo, no retener el momento magnético (baja remanencia). Por el contrario, los materiales difíciles de magnetizar (y desmagnetizar) se clasifican como "duros" y tienden a ser buenos imanes permanentes. Las pérdidas por histéresis miden la suavidad del material magnético y dependen de la densidad de flujo.
Finalmente, existen diversas pérdidas "parásitas", la más notable de las cuales es el flujo de fuga, que es básicamente cualquier flujo que no conecta el rotor y el estator. No realiza ningún trabajo útil. Este flujo no conectado también resta voltaje de CA efectivo que excita el inducido, lo que se traduce en inductancia. El último mecanismo de pérdida considerado aquí son las corrientes acopladas capacitivas en modo común, que tienden a tener muy poca pérdida de potencia real, pero pueden corroer los cojinetes y dañar el aislamiento de los devanados de fase, e incluso hacer que el vehículo no supere las pruebas de radiación EMI/RFI.
