电气维修方法论第五篇（电气设备的功能用途）

电气维修方法论第五篇（电气设备的功能用途）

      为缩小故障查找的范围，电气设备需要从功能用途的角度进行分类并掌握其本质特征和规律，有利于判断在线电气设备是否正常工作（外因）。电气设备功能用途包含电气功能和使用效能、工作条件和适用范围等因素。

      人发明创造各种电气设备解决或改善生活生产、科研教育和社会管理中遇到的问题，降低体力和脑力劳动的强度，突破时间和精力的限制，直接或间接满足的人需要。电气设备分为加强或扩展人感知能力的电气设备、解放体力劳动或放大肢体力量的电气设备、帮助人思考和处理信息的电气设备、扩展人信息交流范围的电气设备等，广泛运用在生活生产、能源通讯、社会管理、医疗科研中。电气设备分为单体设备和多体设备、单功能设备和多功能设备。既能作为独立系统单独运行，也能组合其它设备创建套电气系统。
      电气设备通常按照硬件模型标准设置内部功能部件，用设备说明书和操作手册描述电气设备的功能用途和使用方法，人按照说明要求和操作步骤使用电气设备。

      电气设备按运行可靠性划分为民用级、工业级和军工级三类电气设备。民用电气设备共同特征为质量体积和人体尺寸相近、造型美观、使用方便、工作环境好、运行时间短、价格低廉，对性能和稳定性要求低；工业电气设备共同特征为对质量体积要求低、操作复杂、工作环境差、运行时间长、价格较高，对性能和稳定性要求较高；军用电气设备共同特征为经常在物理极限状态下工作，需专业人员操作、价格高昂，对电气设备技术指标和稳定性要求极高。随着电路技术进步，新电气设备层出不穷，朝着数字化、智能化、微型化和物联网方向快速发展。因为阅历有限，本书仅介绍作者已知电气设备的功能用途，大量其它类型设备需要读者通过实践去认知。

     （一）生活电气设备类

      虽然生活电气设备工作原理各异、功能用途不同，但是为方便使用，其体积和质量较小，配套要求低，使用操作简单。生活电气设备通常为单体机，为降低成本将各标准功能部件整合到一块电路板上，采用电气元件集成度高、通用性强和采购方便。生活电气设备电气故障通常有对应案例可借鉴，技术资料检索容易，维修结果验证简单。因为生活电气设备和生活息息相关，通常用相同电路板替换或用专业仪器测量电路板主要电气参数，通过对比判断其是否正常工作。

      家用电器

      在家庭使用的电气设备统称为家用电器，通常采用单相交流市电（AC220V）提供电源，功耗较低，能节约家务劳动时间、改善和提高家庭生活品质。如音像电器（摄像机、录音录像机、电视机、收音机、音响等）具有音视频信息的采集、保存和播放功能，制冷电器（冰箱冰柜、冷饮机）具有延长食物饮料保质期功能，清洁电器（洗衣机、吸尘器等）具有清洗衣物和保持房间卫生功能，房间温控电器（空调器、电扇、加除湿机、加热器等）具有维持室内环境舒适功能，厨房电器（微波炉、电磁炉、电烤箱、电饭锅、电热水器等）具有食物加工功能。

     （二）生产电气设备类

      为企业生产服务的电气设备统称为生产电气设备，通常采用三相交流市电（AC220V/380V）提供电源，功率、体积和质量较大，配套要求高，使用操作复杂。因为体积庞大和功能复杂，按工艺布局要求，生产电气设备既有单体机也有分体机（由多套标准子设备通过物理关联整合满足生产需要），为保证电气性能，每块标准功能部件由单一电路板组成，对电气元件技术指标和稳定性要求高。生产电气设备电气故障只有少量对应案例可借鉴，技术资料检索难，维修结果验证复杂。通常用相同功能部件或子设备替换原件，对比判断其是否正常工作，缩小故障源排查范围。

      电力拖动设备

以电动机为动力源，通过对应机械机构去切削、变形、压缩、粉碎、搬运或提升工作对象，单个电动机为集中式动力系统，多个电动机为分布式动力系统，如机床、轧钢机、锻造机、破碎机、皮带运输机和吊车等，通常要求输出力矩大、转速稳定可调、输出特性银、运动范围广和极限位置可靠。

      电熔炉设备

以电热部件为核心，利用大电流通过金属时发热产生高温熔化工作对象，实现冶金和铸造功能，如电阻炉、电弧炉、中频感应炉和高频感应炉等，通常要求功耗低、升温快速、调温准确、容积大和能量转换率高。

      电焊设备

      属于大功率电压电流变换器，当两极输出端短路瞬间时产生高温电弧熔化焊料和被焊材料，使被接触物融合，功率越大输出电流越大，操作使用方便，焊缝与母材强度相同，但是焊接作业时会产生对人体有害弧光。按输出电流分交流和直流焊机，如交流弧焊机、可调直流焊机、氩弧焊机和逆变焊机等。主要技术指标有额定功率、起弧电压（60～80V）、工作电压（20～40V）、电弧电压（与电弧长度成正比）。

    （三）能源通讯电气设备类

      电力生产设备

      按电能生产、传输和分配顺序分为发电设备（如发电机，太阳能电池等）、输电设备（如升压变压器、降压变压器等）和配电设备（如隔离开关，断路器等）。电网提供电能的电压和电流波形为交流正弦波、频率为50Hz。按电压等级分为高压、中压和低压，其中发电设备采用中压，输电设备采用高压，配电设备采用低压。因为能源电气设备是生产和传输电路，电压、电流和功率大，对安全性和稳定性要求较高，采用标准流程进行维修，降低安全风险，维修完成后要进行安全性和稳定性验收。

      工业通讯设备

      工业通讯设备主要用于设备之间交换数据信息，常采用串口、总线和网状等连接方式，分别对应不同通讯协议，实现单工（只能单向传输，如各种遥控器）、半双工（不能同时双向传输，如对讲机）和全双工（能同时双向传输，如电话、手机、无线电台、卫星电话）通信功能。有线通讯利用电缆或光纤传递信号，具有稳定可靠、抗干扰能力强等优点，核心设备有电话交换机、网络交换机、路由器和中继机等。无线通讯是利用电磁波传递信号，具有安装维护简单、地形环境影响小和成本低等优点，核心设备有无线AP、无线基站、无线网桥、无线网卡等设备。

     （四）社会管理电气设备类

      办公电气设备

      为解决办公事务使用的电气设备统称为办公电气设备，主要工作对象是以文件形式记录的信息。用照相机、扫描仪等设备获得电子文件，用计算机加工处理电子文件，用激光打印机、喷墨打印机、针式打印机、绘图机和静电复印机等设备制作纸质文件，用硬盘、移动硬盘、U盘和光盘等设备存储电子文件，用传真机和计算机等设备交换电子文件。对于重要设备还要配置UPS不间断电源。办公电气设备朝着高速、节能、多功能和网络化方向发展。办公电气设备使用频率高，需要定期维护保养，容易判断其性能好坏。电气故障通常有对应案例可借鉴，技术资料检索容易，通常用相同电路板替换或用专业仪器测量电路板主要电气参数，通过对比判断其是否正常工作。

      交通信号灯设备

      在道路交叉路口设置交通信号灯设备能保障行人和行车安全，降低交通安全事故。交通信号灯设备包括控制柜和信号灯。以长期统计的通行数据基础为依据修改配时方案，控制柜能够自动控制人流和车流的最佳通行周期，提高通行效率。行车信号灯是由红色、黄色、绿色三个无图案圆形单位组成，指导车辆通行。行人信号灯也是由红色、黄色、绿色三个组成，指导行人通行。因为交通信号灯设备对人车出行影响较大，所以维修完成后要进行稳定性验收。设备中很多部件（如信号灯、驱动板）相同，可以用替换法通过对比判断其是否正常工作。

      监控设备

      通过采集和记录现场声音和图像实现实时监控和事后追踪功能，由前端音视频采集设备（如云台支架、红外补光器、枪型摄像机、球形摄像机和监听头等），传输设备（如光纤、网线、无线和光端机等），后端存储、控制及显示设备（如磁盘阵列、管理平台和视频编辑器等）组成，前、后端设备之间通过传输设备传输音视频信息和控制命令，通常需要配备UPS不间断电源。监控系统摄像头分布点多面广，为避免重复劳动，安装前先逐个检测摄像头和连接线路，无误后再进行安装。完成后调整云台、镜头光圈焦距，对后端图像质量、图像编辑、红外线报警和抗干扰能力等功能进行系统验收。现代数字监控系统用网络传输、存储和播放压缩后的音视频数据，具有智能图像分析、联网报警功能，将分散与集中监控整合，以浏览器为基础开发管理平台能最大范围的共享监控数据，具有实时性和安全性高、硬件可扩展、标准开放和低成本的优点。因为监控设备中很多部件（如摄像头、云台、工作电源等）相同，可以用替换法通过对比判断其是否正常工作。

    （五）医疗科研电气设备类

      医疗设备

      医疗设备分为诊断、治疗及辅助电气设备。诊断设备有X射线、超声波和核磁共振等检测仪。治疗设备有放射、激光、透析和体温冷冻等治疗仪。辅助设备有消毒灭菌、中心负压及供氧和病床呼叫等设备。为避免威胁病人生命安全，医疗设备对安全性、稳定性要求较高，确保检测治疗的准确性、协作性和连续性，必须符合医疗规范标准，需要配备UPS不间断电源，做好日常维护工作。医疗设备故障很少有对应案例可借鉴，技术资料检索容难，维修时用专业仪器测量其电路板主要电气参数，通过对比判断其是否正常工作。因为医疗设备特殊要求需要使用专用配件，维修时要使用原装配件避免技术风险，维修完成后要进行稳定性验收。

      检测仪器

      检测仪器能改善、扩展或补充人的感知能力，以各种传感器为核心观察检测、显示处理和记录分析各类物理量、物质成分或性能参数的电气设备。检测仪器需要定期校验和参数整定确保精确度、灵敏度、响应速度不会降低。检测仪器有电子显微镜、电子望远镜、红外测温仪、压力检测仪、测距仪和高速照相机等，大量运用在生产、生活和社会管理中。现代仪器仪表朝着数字微型化、智能网络化、虚拟化和人机友好方向发展。检测仪器数量少、品种多，其故障很少有对应案例可借鉴，技术资料检索容难，维修时用专业仪器测量其电路板主要电气参数，通过对比判断其是否正常工作。为保证检测仪器精度维修时要使用原装配件避免技术风险。
（作者：罗清；地址：四川省攀枝花市东区；电话：[phone]；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）