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西門子G120C一體式變頻器PROFINET版本
連接現實與數字世界的變頻器
Tapas是西門子中央研究院專家開發的全新變頻器,它有著無數的潛在用途。與過去的變頻器相比,Tapas有更普遍的應用范圍,因為它失真度小,動態反應快,并且設計極為緊湊。為了深入探索各種可能的用途,西門子組織了一場競賽,鼓勵工程師、科學家和各路創客試用這種新的變頻器,充分挖掘它的潛力。
機械臂、音頻放大器或無人機,所有這些應用都要使用所謂的變頻器。變頻器是一種高功率電子設備,它可在轉瞬之間按要求調節電壓頻率。
如今,許多特定應用領域使用著各式各樣的高度專業化的小型變頻器。這很快將成為歷史,因為西門子中央研究院的專家已經研發出一種新的通用型變頻器——Tapas。
這種變頻器的創新,主要歸功于氮化鎵(GaN)材料的發展。目前,變頻器使用的主要材料是硅,與之相比,氮化鎵可以支持更高頻率,也能耐受更高溫度。不僅如此,氮化鎵產生的廢熱更少。西門子Tapas變頻器研發負責人Dominic Buchstaller表示,“我們認為,從硅到氮化鎵的轉變,類似于從真空管到晶體管的轉變。一夜之間,各種全新的應用變為可能,這將帶來影響。”
西門子變頻器代理商,西門子變頻器6SL3210-1KE13-2AF1適用于機器人:與硅相比,氮化鎵仍是一種相對較新的半導體材料,有時成本略高一些。盡管如此,其前景十分廣闊。Buchstaller預測:“氮化鎵材料性能優異,生產過程中,它在半導體晶圓上占用的空間更少。長遠來看,它的成本講降到比硅的成本更低。”
西門子免費提供Tapas,它性能數據令人驚嘆。它們不僅比傳統變頻器的適用范圍更廣,而且失真極小,動態反應速度高達常規系統的10到50倍,外型亦更緊湊。因此,它們十分適用于要求高精度和高速度的機器人應用。然而,Tapas變頻器的應用范圍遠比這更廣闊,譬如,它也可用于無線充電、3D打印、LED和激光技術等。
面向開發人員開放源代碼
創新的靈活變頻技術的實現,不只靠采用氮化鎵材料。新的軟件、高速信號處理器和特種高性能濾波器等,也有助于發揮氮化鎵材料的潛力,提高靈活度。
僅需修改軟件即可對通用型變頻器進行調整,因此,西門子將這種新設備稱為“軟件定義的變頻器(SDI)”。在一定限度內,這種全新的變頻器更像是理想的放大器,而不是傳統的高功率電子系統。此外,這些設備的潛在應用范圍極為廣闊,西門子僅憑一己之力難以遍涉,因此,西門子決定向公眾提供這項技術。
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