電氣維修方法論第五篇（電氣設(shè)備的功能用途）

為縮小故障查找的范圍，電氣設(shè)備需要從功能用途的角度進(jìn)行分類并掌握其本質(zhì)特征和規(guī)律，有利于判斷在線電氣設(shè)備是否正常工作（外因）。電氣設(shè)備功能用途包含電氣功能和使用效能、工作條件和適用范圍等因素。

人發(fā)明創(chuàng)造各種電氣設(shè)備解決或改善生活生產(chǎn)、科研教育和社會(huì)管理中遇到的問題，降低體力和腦力勞動(dòng)的強(qiáng)度，突破時(shí)間和精力的限制，直接或間接滿足的人需要。電氣設(shè)備分為加強(qiáng)或擴(kuò)展人感知能力的電氣設(shè)備、解放體力勞動(dòng)或放大肢體力量的電氣設(shè)備、幫助人思考和處理信息的電氣設(shè)備、擴(kuò)展人信息交流范圍的電氣設(shè)備等，廣泛運(yùn)用在生活生產(chǎn)、能源通訊、社會(huì)管理、醫(yī)療科研中。電氣設(shè)備分為單體設(shè)備和多體設(shè)備、單功能設(shè)備和多功能設(shè)備。既能作為獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，也能組合其它設(shè)備創(chuàng)建套電氣系統(tǒng)。
電氣設(shè)備通常按照硬件模型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置內(nèi)部功能部件，用設(shè)備說明書和操作手冊(cè)描述電氣設(shè)備的功能用途和使用方法，人按照說明要求和操作步驟使用電氣設(shè)備。

電氣設(shè)備按運(yùn)行可靠性劃分為民用級(jí)、工業(yè)級(jí)和軍工級(jí)三類電氣設(shè)備。民用電氣設(shè)備共同特征為質(zhì)量體積和人體尺寸相近、造型美觀、使用方便、工作環(huán)境好、運(yùn)行時(shí)間短、價(jià)格低廉，對(duì)性能和穩(wěn)定性要求低；工業(yè)電氣設(shè)備共同特征為對(duì)質(zhì)量體積要求低、操作復(fù)雜、工作環(huán)境差、運(yùn)行時(shí)間長、價(jià)格較高，對(duì)性能和穩(wěn)定性要求較高；軍用電氣設(shè)備共同特征為經(jīng)常在物理極限狀態(tài)下工作，需專業(yè)人員操作、價(jià)格高昂，對(duì)電氣設(shè)備技術(shù)指標(biāo)和穩(wěn)定性要求極高。隨著電路技術(shù)進(jìn)步，新電氣設(shè)備層出不窮，朝著數(shù)字化、智能化、微型化和物聯(lián)網(wǎng)方向快速發(fā)展。因?yàn)殚啔v有限，本書僅介紹作者已知電氣設(shè)備的功能用途，大量其它類型設(shè)備需要讀者通過實(shí)踐去認(rèn)知。

（一）生活電氣設(shè)備類

雖然生活電氣設(shè)備工作原理各異、功能用途不同，但是為方便使用，其體積和質(zhì)量較小，配套要求低，使用操作簡(jiǎn)單。生活電氣設(shè)備通常為單體機(jī)，為降低成本將各標(biāo)準(zhǔn)功能部件整合到一塊電路板上，采用電氣元件集成度高、通用性強(qiáng)和采購方便。生活電氣設(shè)備電氣故障通常有對(duì)應(yīng)案例可借鑒，技術(shù)資料檢索容易，維修結(jié)果驗(yàn)證簡(jiǎn)單。因?yàn)樯铍姎庠O(shè)備和生活息息相關(guān)，通常用相同電路板替換或用專業(yè)儀器測(cè)量電路板主要電氣參數(shù)，通過對(duì)比判斷其是否正常工作。

家用電器

在家庭使用的電氣設(shè)備統(tǒng)稱為家用電器，通常采用單相交流市電（AC220V）提供電源，功耗較低，能節(jié)約家務(wù)勞動(dòng)時(shí)間、改善和提高家庭生活品質(zhì)。如音像電器（攝像機(jī)、錄音錄像機(jī)、電視機(jī)、收音機(jī)、音響等）具有音視頻信息的采集、保存和播放功能，制冷電器（冰箱冰柜、冷飲機(jī)）具有延長食物飲料保質(zhì)期功能，清潔電器（洗衣機(jī)、吸塵器等）具有清洗衣物和保持房間衛(wèi)生功能，房間溫控電器（空調(diào)器、電扇、加除濕機(jī)、加熱器等）具有維持室內(nèi)環(huán)境舒適功能，廚房電器（微波爐、電磁爐、電烤箱、電飯鍋、電熱水器等）具有食物加工功能。

（二）生產(chǎn)電氣設(shè)備類

為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的電氣設(shè)備統(tǒng)稱為生產(chǎn)電氣設(shè)備，通常采用三相交流市電（AC220V/380V）提供電源，功率、體積和質(zhì)量較大，配套要求高，使用操作復(fù)雜。因?yàn)轶w積龐大和功能復(fù)雜，按工藝布局要求，生產(chǎn)電氣設(shè)備既有單體機(jī)也有分體機(jī)（由多套標(biāo)準(zhǔn)子設(shè)備通過物理關(guān)聯(lián)整合滿足生產(chǎn)需要），為保證電氣性能，每塊標(biāo)準(zhǔn)功能部件由單一電路板組成，對(duì)電氣元件技術(shù)指標(biāo)和穩(wěn)定性要求高。生產(chǎn)電氣設(shè)備電氣故障只有少量對(duì)應(yīng)案例可借鑒，技術(shù)資料檢索難，維修結(jié)果驗(yàn)證復(fù)雜。通常用相同功能部件或子設(shè)備替換原件，對(duì)比判斷其是否正常工作，縮小故障源排查范圍。

電力拖動(dòng)設(shè)備

以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，通過對(duì)應(yīng)機(jī)械機(jī)構(gòu)去切削、變形、壓縮、粉碎、搬運(yùn)或提升工作對(duì)象，單個(gè)電動(dòng)機(jī)為集中式動(dòng)力系統(tǒng)，多個(gè)電動(dòng)機(jī)為分布式動(dòng)力系統(tǒng)，如機(jī)床、軋鋼機(jī)、鍛造機(jī)、破碎機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)和吊車等，通常要求輸出力矩大、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定可調(diào)、輸出特性銀、運(yùn)動(dòng)范圍廣和極限位置可靠。

電熔爐設(shè)備

以電熱部件為核心，利用大電流通過金屬時(shí)發(fā)熱產(chǎn)生高溫熔化工作對(duì)象，實(shí)現(xiàn)冶金和鑄造功能，如電阻爐、電弧爐、中頻感應(yīng)爐和高頻感應(yīng)爐等，通常要求功耗低、升溫快速、調(diào)溫準(zhǔn)確、容積大和能量轉(zhuǎn)換率高。

電焊設(shè)備

屬于大功率電壓電流變換器，當(dāng)兩極輸出端短路瞬間時(shí)產(chǎn)生高溫電弧熔化焊料和被焊材料，使被接觸物融合，功率越大輸出電流越大，操作使用方便，焊縫與母材強(qiáng)度相同，但是焊接作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害弧光。按輸出電流分交流和直流焊機(jī)，如交流弧焊機(jī)、可調(diào)直流焊機(jī)、氬弧焊機(jī)和逆變焊機(jī)等。主要技術(shù)指標(biāo)有額定功率、起弧電壓（60～80V）、工作電壓（20～40V）、電弧電壓（與電弧長度成正比）。

（三）能源通訊電氣設(shè)備類

電力生產(chǎn)設(shè)備

按電能生產(chǎn)、傳輸和分配順序分為發(fā)電設(shè)備（如發(fā)電機(jī)，太陽能電池等）、輸電設(shè)備（如升壓變壓器、降壓變壓器等）和配電設(shè)備（如隔離開關(guān)，斷路器等）。電網(wǎng)提供電能的電壓和電流波形為交流正弦波、頻率為50Hz。按電壓等級(jí)分為高壓、中壓和低壓，其中發(fā)電設(shè)備采用中壓，輸電設(shè)備采用高壓，配電設(shè)備采用低壓。因?yàn)槟茉措姎庠O(shè)備是生產(chǎn)和傳輸電路，電壓、電流和功率大，對(duì)安全性和穩(wěn)定性要求較高，采用標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行維修，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，維修完成后要進(jìn)行安全性和穩(wěn)定性驗(yàn)收。

工業(yè)通訊設(shè)備

工業(yè)通訊設(shè)備主要用于設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)信息，常采用串口、總線和網(wǎng)狀等連接方式，分別對(duì)應(yīng)不同通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)單工（只能單向傳輸，如各種遙控器）、半雙工（不能同時(shí)雙向傳輸，如對(duì)講機(jī)）和全雙工（能同時(shí)雙向傳輸，如電話、手機(jī)、無線電臺(tái)、衛(wèi)星電話）通信功能。有線通訊利用電纜或光纖傳遞信號(hào)，具有穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，核心設(shè)備有電話交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器和中繼機(jī)等。無線通訊是利用電磁波傳遞信號(hào)，具有安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、地形環(huán)境影響小和成本低等優(yōu)點(diǎn)，核心設(shè)備有無線AP、無線基站、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備。

（四）社會(huì)管理電氣設(shè)備類

辦公電氣設(shè)備

為解決辦公事務(wù)使用的電氣設(shè)備統(tǒng)稱為辦公電氣設(shè)備，主要工作對(duì)象是以文件形式記錄的信息。用照相機(jī)、掃描儀等設(shè)備獲得電子文件，用計(jì)算機(jī)加工處理電子文件，用激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、針式打印機(jī)、繪圖機(jī)和靜電復(fù)印機(jī)等設(shè)備制作紙質(zhì)文件，用硬盤、移動(dòng)硬盤、U盤和光盤等設(shè)備存儲(chǔ)電子文件，用傳真機(jī)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備交換電子文件。對(duì)于重要設(shè)備還要配置UPS不間斷電源。辦公電氣設(shè)備朝著高速、節(jié)能、多功能和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。辦公電氣設(shè)備使用頻率高，需要定期維護(hù)保養(yǎng)，容易判斷其性能好壞。電氣故障通常有對(duì)應(yīng)案例可借鑒，技術(shù)資料檢索容易，通常用相同電路板替換或用專業(yè)儀器測(cè)量電路板主要電氣參數(shù)，通過對(duì)比判斷其是否正常工作。

交通信號(hào)燈設(shè)備

在道路交叉路口設(shè)置交通信號(hào)燈設(shè)備能保障行人和行車安全，降低交通安全事故。交通信號(hào)燈設(shè)備包括控制柜和信號(hào)燈。以長期統(tǒng)計(jì)的通行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)為依據(jù)修改配時(shí)方案，控制柜能夠自動(dòng)控制人流和車流的最佳通行周期，提高通行效率。行車信號(hào)燈是由紅色、黃色、綠色三個(gè)無圖案圓形單位組成，指導(dǎo)車輛通行。行人信號(hào)燈也是由紅色、黃色、綠色三個(gè)組成，指導(dǎo)行人通行。因?yàn)榻煌ㄐ盘?hào)燈設(shè)備對(duì)人車出行影響較大，所以維修完成后要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)收。設(shè)備中很多部件（如信號(hào)燈、驅(qū)動(dòng)板）相同，可以用替換法通過對(duì)比判斷其是否正常工作。

監(jiān)控設(shè)備

通過采集和記錄現(xiàn)場(chǎng)聲音和圖像實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和事后追蹤功能，由前端音視頻采集設(shè)備（如云臺(tái)支架、紅外補(bǔ)光器、槍型攝像機(jī)、球形攝像機(jī)和監(jiān)聽頭等），傳輸設(shè)備（如光纖、網(wǎng)線、無線和光端機(jī)等），后端存儲(chǔ)、控制及顯示設(shè)備（如磁盤陣列、管理平臺(tái)和視頻編輯器等）組成，前、后端設(shè)備之間通過傳輸設(shè)備傳輸音視頻信息和控制命令，通常需要配備UPS不間斷電源。監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭分布點(diǎn)多面廣，為避免重復(fù)勞動(dòng)，安裝前先逐個(gè)檢測(cè)攝像頭和連接線路，無誤后再進(jìn)行安裝。完成后調(diào)整云臺(tái)、鏡頭光圈焦距，對(duì)后端圖像質(zhì)量、圖像編輯、紅外線報(bào)警和抗干擾能力等功能進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)收?，F(xiàn)代數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲(chǔ)和播放壓縮后的音視頻數(shù)據(jù)，具有智能圖像分析、聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能，將分散與集中監(jiān)控整合，以瀏覽器為基礎(chǔ)開發(fā)管理平臺(tái)能最大范圍的共享監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，具有實(shí)時(shí)性和安全性高、硬件可擴(kuò)展、標(biāo)準(zhǔn)開放和低成本的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)楸O(jiān)控設(shè)備中很多部件（如攝像頭、云臺(tái)、工作電源等）相同，可以用替換法通過對(duì)比判斷其是否正常工作。

（五）醫(yī)療科研電氣設(shè)備類

醫(yī)療設(shè)備

醫(yī)療設(shè)備分為診斷、治療及輔助電氣設(shè)備。診斷設(shè)備有X射線、超聲波和核磁共振等檢測(cè)儀。治療設(shè)備有放射、激光、透析和體溫冷凍等治療儀。輔助設(shè)備有消毒滅菌、中心負(fù)壓及供氧和病床呼叫等設(shè)備。為避免威脅病人生命安全，醫(yī)療設(shè)備對(duì)安全性、穩(wěn)定性要求較高，確保檢測(cè)治療的準(zhǔn)確性、協(xié)作性和連續(xù)性，必須符合醫(yī)療規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需要配備UPS不間斷電源，做好日常維護(hù)工作。醫(yī)療設(shè)備故障很少有對(duì)應(yīng)案例可借鑒，技術(shù)資料檢索容難，維修時(shí)用專業(yè)儀器測(cè)量其電路板主要電氣參數(shù)，通過對(duì)比判斷其是否正常工作。因?yàn)獒t(yī)療設(shè)備特殊要求需要使用專用配件，維修時(shí)要使用原裝配件避免技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，維修完成后要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)收。

檢測(cè)儀器

檢測(cè)儀器能改善、擴(kuò)展或補(bǔ)充人的感知能力，以各種傳感器為核心觀察檢測(cè)、顯示處理和記錄分析各類物理量、物質(zhì)成分或性能參數(shù)的電氣設(shè)備。檢測(cè)儀器需要定期校驗(yàn)和參數(shù)整定確保精確度、靈敏度、響應(yīng)速度不會(huì)降低。檢測(cè)儀器有電子顯微鏡、電子望遠(yuǎn)鏡、紅外測(cè)溫儀、壓力檢測(cè)儀、測(cè)距儀和高速照相機(jī)等，大量運(yùn)用在生產(chǎn)、生活和社會(huì)管理中?，F(xiàn)代儀器儀表朝著數(shù)字微型化、智能網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和人機(jī)友好方向發(fā)展。檢測(cè)儀器數(shù)量少、品種多，其故障很少有對(duì)應(yīng)案例可借鑒，技術(shù)資料檢索容難，維修時(shí)用專業(yè)儀器測(cè)量其電路板主要電氣參數(shù)，通過對(duì)比判斷其是否正常工作。為保證檢測(cè)儀器精度維修時(shí)要使用原裝配件避免技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）