Г — серия синхронных гистерезисных двигателей малой мощности. Например, трехфазный гистерезисный двигатель Г-507 используется в приводе ведущего вала лентопротяжного механизма накопителя на магнитной ленте типа ЕС-5010-01. Число фаз 1 или 3, напряжение 220 В, частота 50 Гц, мощность от 1 до 100 Вт, скорость вращения 3000 об/мин, ток от 0,09 до 6 А.
ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ РАЗВЯЗКА — один из способов предотвращения попадания в цепь нагрузки с пониженным напряжением более высокого напряжения источника питания. Для реализации гальванической развязки наиболее часто используется развязывающий трансформатор, у которого отсутствует гальваническая связь между первичной и вторичной обмотками.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ — источник электрического тока, в котором вследствие электрохимической реакции выделяется непосредственно электрическая энергия. Состоит из отрицательных (чаще из цинка) и положительных (из меди, угля или окисла металла) электродов, погруженных в жидкий или пастообразный раствор электролита. Между электродом и электролитом всегда возникает некоторая разность потенциалов, зависящая от электрода и состава электролита. Появление электродного потенциала объясняется тем, что вещество электрода под воздействием химической энергии растворяется в электролите и положительные ионы переходят в электролит. Преобладание отрицательных зарядов на электроде и положительных в прилегающем к нему пограничном слое вызывает появление двойного электрического слоя, а следовательно, и электрического поля на границе электрода. Электрические силы поля противодействуют переходу положительных ионов с электрода в раствор, уравновешивая химические силы растворения электрода — возникает электродный потенциал. Если поместить в электролит два электрода из разных металлов, дающих положительные заряды ионов, между ними возникнет разность потенциалов, а, следовательно, в замкнутой цепи потечет электрический ток. Гальванические элементы иногда называются первичными.
ГАЛЬВАНОМЕТР — высокочувствительный электроизмерительный прибор, реагирующий на весьма малую силу тока и электрическое напряжение. Различают гальванометры постоянного и переменного тока. При измерениях малых значений силы и напряжения переменного тока с частотой до 5 кГц используют вибрационные гальванометры переменного тока или гальванометр с преобразователями переменного тока в постоянный.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — устройство для перемещения управляющих органов гидравлических исполнительных механизмов с одновременным усилением управляющего воздействия. Например, в гидравлическом усилителе с дроссельным управлением с помощью заслонки регулируют давление в рабочих камерах, перемещая золотник и направляя жидкость под давлением в управляющий орган (сервомотор и др.). Коэффициент усиления по мощности гидравлического усилителя часто превышает 100 000. Применяют, например, на самолетах для управления рулями.
ГИРКОН — устройство релейного типа, содержащее контакты в вакууме, срабатывающие при приложении к нему внешнего магнитного поля. Обладает высокой чувствительностью, надежностью и малой массой.
ГЛАВНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ — служит для передачи энергии от энергосистемы при напряжении 6… 10 кВ на промышленное предприятие. Размещается в одноэтажном здании и оборудуется шкафами (комплектные распределительные устройства) или камерами сборной конструкции. Имеет однорядное расположение камер и коридор управления.
ГАШЕНИЕ ДУГИ — совокупность технических средств, предназначенных для гашения электрической дуги, возникающей при коммутации электрических цепей и повреждении изоляции.
Образование электрической дуги приводит к увеличению механической и тепловой нагрузки на активные и конструктивные материалы электрооборудования, что нередко приводит к выходу его из строя. Для устранения этого недостатка широко используются устройства гашения дуги, с помощью которых либо вообще исключается появление дуги, либо сокращается время ее горения. К основным устройствам гашения дуги относятся дугогасительные камеры с магнитным и воздушным дутьем и деионизационные дугогасительные камеры. В электрических цепях гашение дуги осуществляется также при помощи короткозамыкателей, шунтирующих поврежденный участок электрической цепи. Уменьшение времени горения дуги производится посредством увеличения ее длины, интенсивного отвода тепла, выделяемого электрической дугой, а также отключения поврежденного участка цепи.
ГАШЕНИЕ ДУГИ В ФУНКЦИИ ТОКА. В силовых выключателях высокого напряжения дугогасительная камера выполняется таким образом, что гашение тока как малого, так и большого значения осуществляется в момент перехода коммутируемого тока через нулевое значение.
ГАШЕНИЕ ДУГИ, НЕ ЗАВИСЯЩЕЕ ОТ ТОКА, — процесс гашения электрической дуги в коммутационном аппарате с воздушной дугогасительной системой.
В указанных коммутационных аппаратах снижение времени горения дуги осуществляется с помощью направленного потока воздуха, перемещающегося с некоторой скоростью относительно дуги. Скорость перемещения воздуха определяется конструктивными особенностями коммутационного аппарата и не зависит от значения тока коммутируемой электрической цепи. При больших значениях тока гашение дуги происходит в момент перехода тока через нулевое значение, при малых значениях тока — в любой момент времени.
ГАШЕНИЕ ДУГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА — прекращение процесса горения электрической дуги при переключениях коммутационных аппаратов и пробое электрической изоляции.
В цепях переменного тока гашение дуги осуществляется в момент перехода тока через нулевое значение. Если в промежутке между разомкнувшимися контактами сохраняются носители электрических зарядов — ионы, то горение дуги на контактах возобновляется после достижения напряжением некоторого значения. При деионизации воздушного промежутка дуга отсутствует. Указанный процесс возобновления дуги происходит с двойной частотой переменного напряжения.
Для снижения вероятности возобновления дуги на разомкнувшихся контактах производится активная деионизация воздушного промежутка с помощью дугогасительных камер и приспособлений.
ГАРМОНИКА — гармоническое колебание, частота которого в целое число раз больше основной частоты данного (негармонического) колебания. В электрических машинах распределение магнитной индукции в воздушном зазоре по окружности ротора имеет несинусоидальный вид, поэтому наряду с основной гармоникой имеется бесконечное число гармоник индукции. Эти гармоники имеют частоты выше и ниже основной, но принято называть их высшими гармониками. Нечетные гармоники, имеющие частоты в 3,5,7 и т.д. раз большие основной, существуют в воздушном зазоре всех машин, четные — появляются при подмагничивании и в несимметричных электрических машинах. Высшие гармоники делят на пространственные и временные.
Пространственные гармоники в воздушном зазоре машины появляются из-за особенностей конструкции: из-за несинусоидального распределения м.д.с. обмотки; из-за неравномерного воздушного зазора (зубцы и пазы сердечников, эксцентриситет расточки статора и ротора, конусность и эллипсность ротора, несоосность статора и ротора); из-за нелинейности параметров машины
(насыщение, нагрев, вытеснение тока).
В соответствии с этим делением пространственные гармоники называют обмоточными, зубцовыми и обусловленные нелинейностью. Для уменьшения обмоточных гармоник выполняют укорочение шага обмотки, для уменьшения зубцовых гармоник делают раскрытие и скос пазов. В двигателях с электромагнитной редукцией скорости вращения стараются увеличить одну из пространственных гармоник и использовать ее в качестве основной. Такие двигатели тихоходны, т.к. пространственные гармоники имеют угловую скорость ниже скорости первой гармоники.
Временные гармоники появляются в воздушном зазоре машины со стороны ее выводов: электрического (сеть), механического (вал) и теплового. Причины их возникновения следующие: несинусоидальное напряжение питания, нелинейное изменение момента нагрузки, нелинейное изменение температуры среды, окружающей машину. Временные гармоники отличаются от пространственных не только происхождением, но и тем, что скорости вращения временных гармоник равны скорости вращения первой гармоники.
Высшие гармоники не участвуют в электромеханическом преобразовании энергии, а потому ухудшают технические характеристики электрических машин.
ГЕНЕРАТОР (англ. GENERATOR) — электрическая машина, преобразующая механическую энергию вращения в электрическую.
Принцип действия генератора основан на индуктировании э.д.с. в проводнике, движущемся в магнитном поле. По характеру вырабатываемого тока различают генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока. В зависимости от способа возбуждения генераторы подразделяют на генераторы с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением. Мощные генераторы изготавливают с электромагнитным возбуждением. Генераторы постоянного тока применяются в качестве автономных источников тока, тахогенераторов и в электроприводе системы «генератор-двигатель». Генераторы переменного тока делят на синхронные и асинхронные. Синхронные генераторы применяются как основной источник электроэнергии на тепловых, гидравлических, атомных, газотурбинных и др. электростанциях.
ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА — вращающаяся электрическая машина постоянного тока, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую энергию постоянного тока. При вращении с помощью приводного двигателя ротора генератора в постоянном магнитном поле, образованном располагающейся на статоре обмоткой возбуждения, в обмотке ротора навалится э.д.с. в соответствии с законом электромагнитной индукции. Таким образом, ротор ГПТ является якорем. Максимальное значение э.д.с. наблюдается при расположении стороны катушки под магнитным полюсом. При пересечении стороной катушки оси геометрической нейтрали (соединяющей две щетки) э.д.с. обращается в нуль, при дальнейшем повороте якоря э.д.с. изменяет знак на противоположный. Следовательно, э.д.с. якоря имеет переменный характер. Для выпрямления переменной э.д.с. используется коллектор, благодаря чему со щеток ГПТ снимается напряжение с незначительным уровнем пульсаций. При 20 коллекторных пластинах разница между максимальной и минимальной величиной напряжения, отнесенная к среднему значению, не превышает 0,65 %. Величина напряжения ГПТ прямо пропорциональна скорости вращения и значению тока возбуждения. Выходные характеристики ГПТ зависят от способа возбуждения и от схемы включения обмотки возбуждения по отношению к обмотке якоря. ГПТ с возбуждением от постоянных магнитов выполняют на малую мощность. Такие ГПТ имеют более высокий КПД, меньшую массу и габариты. У них есть и недостатки: необратимое действие реакции якоря на постоянные магниты, высокая стоимость магнитов. В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения ГПТ подразделяют на генераторы независимого возбуждения и с самовозбуждением. В свою очередь, генераторы с самовозбуждением бывают параллельного и смешанного возбуждения. В ГПТ смешанного возбуждения основное значение имеет параллельная обмотка возбуждения, последовательная обмотка возбуждения нужна для компенсации реакции якоря и падения напряжения в якорной цепи, а значит — для поддержания напряжения ГПТ постоянным в определенных пределах. Большинство ГПТ, выпускаемых отечественной промышленностью, имеют параллельное возбуждение. ГПТ параллельного возбуждения применяются для зарядки аккумуляторных батарей (серии П, 2П), в сварочных агрегатах (тип ГСР-500-1), для питания электрохимических низковольтных установок. ГПТ независимого возбуждения используются для питания ДПТ прокатных станов, экскаваторов (серии П, 2П, ГП, МП, ПЕК), в сварочных агрегатах (серии ГСО, СГ). ГПТ типа ГП-9500-375 является крупнейшим в мире генератором постоянного тока, его мощность 9500 кВт, скорость вращения 375 об/мин. ГПТ смешанного возбуждения применяются для питания радиостанций, радиолокационных станций, в сварочных агрегатах (ГД, ГС, ГСГ). В 1822 г. Приксилом впервые был изготовлен ГПТ с кривошипношатунным приводом. ГПТ состоял из вращающегося подковообразного магнита и двух катушек на статоре, в которых индуктировалось переменное напряжение. Идея униполярного ГПТ, выполненного в виде вращающегося в магнитном поле диска, возникла у Фарадея в 1831 г. Первая модель ГПТ с постоянными магнитами на роторе и с коммутатором в цепи обмотки статора для выпрямления тока была построена в 1832 г. братьями Пикси. С 1833 г. ГПТ начали использоваться в гальванотехнике и для зарядки аккумуляторов. В 1842 г. российским ученым Б.С.Якоби был использован более мощный ГПТ, в котором обмотки были установлены на роторе, а магниты — на статоре. В 50-60- гг. XIX в. была разработана конструкция коллектора, снизившая пульсацию тока, и ЭМ стали широко использоваться: в качестве ГПТ — в технике электролиза и ДПТ — для привода станков.
ГЕНРИ (англ. Henry) — единица индуктивности и взаимной индуктивности в СИ. Обозначение — Гн. 1 Гн равен индуктивности электрической цепи, с которой при силе постоянного тока в ней 1 А сцепляется магнитный поток 1 вебер.
Названа по имени американского физика Дж. Генри (1797-1878) — изобретателя электромагнитного реле.
ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ НЕЙТРАЛЬ — зона обмотки якоря машины постоянного тока, образованная витками, в которых не наводится э.д.с. от потока возбуждения.
При установке щеток на геометрической нейтрали обеспечивается безыскровая коммутация обмотки якоря.
ГЕРЦ (англ. Hertz) — единица частоты периодического процесса.
Обозначение: Гц.
1 Гц равен частоте, при которой за время 1 с происходит один цикл периодического процесса.
Названа в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца (1857-94) — изобретателя вибратора или первой антенны.
ГИБРИДНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. синхронный шаговый двигатель индукторного типа. Термин «гибридный» появился вследствие того, что в двигателе используется принцип действия как реактивного двигателя, так и двигателя с постоянными магнитами. Изобретен в США сотрудниками компании «Дженерэл Электрик» в 1952.
ГИРОДВИГАТЕЛЬ (гироскопический двигатель) — высокоскоростной электродвигатель, приводящий во вращение роторы гироскопов. К гиродвигателям предъявляются следующие требования: большое значение кинетического момента; постоянство кинетического момента во времени; высокое быстродействие. Основной режим работы — холостой ход.
ГИСТЕРЕЗИС — различная реакция физического тела на некоторые внешние воздействия в зависимости от того, подвергалось ли это тело ранее тем же воздействиям или подвергается им впервые.
Магнитный гистерезис — отставание изменения магнитной индукции от изменения напряженности внешнего намагничивающего поля. Объясняется необратимыми изменениями в ферромагнетиках при намагничивании и размагничивании. Причинами магнитного гистерезиса являются необратимые процессы смещения границ между областями самопроизвольной намагниченности и вращения их областей.
Диэлектрический гистерезис наблюдается в сегнетодиэлектриках и характеризует процессы, которые имеют разные параметры в зависимости от направления приложенного воздействия.
ГИСТЕРЕЗИС МАГНИТНЫЙ — различие в значениях намагниченности ферромагнетика при одной и той же напряженности намагничивающего поля в зависимости от значения предварительной намагниченности ферромагнетика.
Величина намагниченности ферромагнетика при напряженности поля, равном нулю, называется остаточной намагниченностью. Величина напряженности магнитного поля при размагниченном ферромагнетике называется коэрцитивной силой.
ГИСТЕРЕЗИСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ГД) — синхронный электродвигатель, у которого вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля статора с полем остаточного намагничивания массивного ротора (без обмотки возбуждения и постоянных магнитов), выполненной из материала с широкой петлей гистерезиса. В отличие от синхронных двигателей с постоянными магнитами, которые подвергаются предварительному намагничиванию в специальном устройстве, ротор ГД намагничивается вращающимся полем обмотки статора в процессе пуска. Статор ГД не отличается от статора обычного синхронного двигателя. В пазах статора располагается трех- или двухфазная (у однофазных конденсаторных ГД), или однофазная (у ГД с экранированными полюсами) обмотка. С целью снижения стоимости ГД ротор выполняется из обычной стали, а на него надевается втулка из магнитотвердого материала (викаллоя, альни и др.).
При включении ГД в сеть обмотка статора создает вращающееся поле, которое намагничивает ротор. Ось магнитного поля ротора вращается вслед за полем статора, однако из-за явления гистерезиса (молекулярного трения) ось намагничивания отстает от оси вращающегося поля статора на некоторый угол, вследствие чего возникают тангенциальные составляющие электромагнитных сил взаимодействия между полюсами ротора и полем статора, которые и создают вращающий гистерезисный момент. Чем шире петля гистерезиса, тем больше гистерезисный момент, который не зависит от угловой скорости ротора. Когда угловая скорость ротора отличается от угловой скорости поля статора, кроме гистерезисного момента появляется асинхронный момент, обусловленный взаимодействием вращающегося поля статора с вихревыми токами, индуктируемыми этим полем в роторе. Наибольшего значения асинхронный момент достигает в режиме пуска, а в синхронном режиме работы он равен нулю.
Таким.образом, вращающий момент ГД складывается из двух составляющих: основного гистерезисного и асинхронного. Достоинства ГД: большие пусковой момент и момент входа в синхронизм; плавность входа в синхронизм; незначительное изменение тока от режима пуска до холостого хода (20-30 %); высокий к.п.д. — до 30 %; малое время разгона; большая механическая прочность и симметрия ротора; возможность создавать многоскоростные синхронные двигатели; высокая температурная стабильность характеристики; высокая надежность, малый уровень звука и небольшие габариты и масса. Недостатки: низкий коэффициент мощности (до 0,45) из-за малой намагниченности ротора; качание ротора при изменении нагрузки; большой технологический разброс характеристик; высокая стоимость магнитно-твердых материалов и сложность их
обработки.
Преимущество ГД над другими синхронными двигателями особенно ощутимо при малых и больших скоростях вращения.
При мощностях до 100 Вт и частотах 500-1000 Гц ГД конкурируют с асинхронными двигателями.
Применяются в гироскопах, в устройствах синхронной связи, автоматической обработки информации, звукозаписи, телевидения.
Мощность от долей Вт до сотен Вт.
Серии: Г, ГТ.
ГИСТЕРЕЗИСНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (hysteresis electric drive) — электропривод, в котором в качестве электродвигателя используется гистерезисный двигатель. Хорошие пусковые свойства и надежный ввод в синхронизм при больших моментах инерции и моментах нагрузки электропривода в сочетании с режимом импульсного намагничивания обеспечили использование Г.э. в качестве многодвигательного электропривода в химической (производство искусственной нити), атомной (установки по обогащению урана), текстильной (электроверетена) и других отраслях промышленности. Для этих целей разработаны Г.э. мощностью от 0,3 до 3 кВт с частотой вращения до 9000 об/мин.
ГРУППА СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА — угловое смещение векторов линейных э.д.с. обмоток среднего и низшего напряжений по отношению к векторам соответствующих э.д.с. высшего напряжения.
При выполнении обмоток за основу берутся схемы соединения звезда и треугольник. Более редко используется схема зигзаг. Наиболее часто встречаются следующие комбинации: УУ, УД, УZ и ДД, ДZ, ДУ. Применяемая группа обозначается соответствующим номером. Под номером группы понимается время на часах, минутная стрелка которых совмещена с э.д.с. обмотки высшего напряжения и установлена на цифре 0 (12), а часовая совмещена с одноименной э.д.с. низшего напряжения. При этом в трехфазных трансформаторах о номере группы судят по углу между линейными э.д.с..
В обозначении трансформатора номер группы соединения указывается после обозначения схемы соединения его обмоток, например УУ-0, УД-11 и т.д. Номера групп соединения оговариваются соответствующим ГОСТ и включают 12 наименований: УУ-0(6), ДД-3(6), ДZ-0(6), УД-5(11), ДУ-5(11), УZ-5(11). Знание групп соединений особенно важно при включении трансформаторов на параллельную работу.
ГОФРИРОВАНИЕ — разновидность гибки, при помощи которой стальным листам придается поперечная жесткость (путем штамповки).
Используется для изготовления безотходных зубцово-пазовых зон магнитопроводов асинхронных и синхронных машин. При гофрировании стальной ленты, имеющей ширину, равную аксиальной длине магнитопровода, одни элементы ленты образуют зубцы, а другие — пазы, закрытые со стороны воздушного зазора машины. Затем гофрированная зубцово-пазовая зона формируется в кольцо, в пазы укладывается обмотка и вставляется внутрь ярма статора.
Преимущества: устранение отхода стали; упрощение укладки обмотки; отказ от дорогих штампов.