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襄陽西門子代理商
產(chǎn)品時間:2023-12-24
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Tapas是西門子中央研究院專家開發(fā)的全新變頻器,它有著無數(shù)的潛在用途。與過去的變頻器相比,Tapas有更普遍的應(yīng)用范圍,因為它失真度小,動態(tài)反應(yīng)快,并且設(shè)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(xué)家和各路創(chuàng)客試用這種新的變頻器,充分挖掘它的潛力。

機(jī)械臂、音頻放大器或無人機(jī),所有這些應(yīng)用都要使用所謂的變頻器。變頻器是一種高功率電子設(shè)備,它可在轉(zhuǎn)瞬之間按要求調(diào)節(jié)電壓頻率。

如今,許多特定應(yīng)用領(lǐng)域使用著各式各樣的高度專業(yè)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(jīng)研發(fā)出一種新的通用型變頻器——Tapas。

這種變頻器的創(chuàng)新,主要歸功于氮化鎵(GaN)材料的發(fā)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(chǎn)生的廢熱更少。西門子Tapas變頻器研發(fā)負(fù)責(zé)人Dominic Buchstaller表示,“我們認(rèn)為,從硅到氮化鎵的轉(zhuǎn)變,類似于從真空管到晶體管的轉(zhuǎn)變。一夜之間,各種全新的應(yīng)用變?yōu)榭赡埽@將帶來顛覆性影響。”

適用于機(jī)器人

與硅相比,氮化鎵仍是一種相對較新的半導(dǎo)體材料,有時成本略高一些。盡管如此,其前景十分廣闊。Buchstaller預(yù)測:“氮化鎵材料性能優(yōu)異,生產(chǎn)過程中,它在半導(dǎo)體晶圓上占用的空間更少。長遠(yuǎn)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(shù)據(jù)令人驚嘆。它們不僅比傳統(tǒng)變頻器的適用范圍更廣,而且失真極小,動態(tài)反應(yīng)速度高達(dá)常規(guī)系統(tǒng)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(jī)器人應(yīng)用。然而,Tapas變頻器的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)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(shù)等。

面向開發(fā)人員開放源代碼

創(chuàng)新的靈活變頻技術(shù)的實現(xiàn),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(fā)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(jìn)行調(diào)整,因此,西門子將這種新設(shè)備稱為“軟件定義的變頻器(SDI)”。在一定限度內(nèi),這種全新的變頻器更像是理想的放大器,而不是傳統(tǒng)的高功率電子系統(tǒng)。此外,這些設(shè)備的潛在應(yīng)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(shù)。

一個系統(tǒng)、多種應(yīng)用:一名創(chuàng)客在埃爾蘭根紐倫堡大學(xué)的SDI實驗室利用“Tapas”做發(fā)明創(chuàng)造。

Buchstaller說:“我們已生產(chǎn)了1000多個Tapas變頻器,目前正免費寄給工業(yè)工程師、高校研究人員和‘創(chuàng)客社區(qū)’的成員。”這些“創(chuàng)客”喜歡搞小發(fā)明,他們利用閑暇時間做專業(yè)化的事情,譬如,制作無人機(jī)。

西門子將Tapas電路板免費分發(fā)給開發(fā)人員得到了各方面的幫助,包括4家贊助企業(yè):德州儀器、加州的Efficient Power Conversion、Würth Elektronik和傳感器制造商Allegro MicroSystems。它們?yōu)門apas提供了組件。

出人意料的解決方案

不過,對于Tapas,西門子所做的不止于此。西門子希望充分利用全球社區(qū)的創(chuàng)新資源。正因如此,西門子發(fā)起TAPAS社區(qū)挑戰(zhàn)賽,邀請來自全歐洲的開發(fā)人員競相創(chuàng)造出與Tapas有關(guān)的創(chuàng)意。

Dominic Buchstaller(右)向西門子*技術(shù)官博樂仁解釋Tapas的發(fā)展。

這也是為什么,Tapas不僅兼容西門子控制裝置,亦可兼容Raspberry PI,這種大小的微型電腦,成本僅為35美元左右。自2012年 以來,Raspberry PI的銷量已高達(dá)數(shù)百萬臺。它在全球創(chuàng)客社區(qū)以及研究人員和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛使用。如果這種微型電腦充當(dāng)設(shè)備的“大腦”,那么,Tapas就是它的“肌肉”——連接起數(shù)字世界與現(xiàn)實世界。有了合適的程序,系統(tǒng)就能執(zhí)行各式各樣的任務(wù)。

Buchstaller表示,“我們每個人都翹首企盼開發(fā)人員的奇思妙想。譬如,將Tapas用作音頻放大器的主意不是我們提出來的,而是一個學(xué)生想到的。這正是我們研制Tapas的初衷:激發(fā)人們的想象力,另辟蹊徑探尋新的技術(shù)方向。”

 

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