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西門子G120C一體式變頻器PROFINET版本

連接現(xiàn)實與數(shù)字世界的變頻器

Tapas是西門子*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。

機械臂、音頻放大器或無人機，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*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)負責(zé)人Dominic Buchstaller表示，“我們認為，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@將帶來影響。”

適用于機器人

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器人應(yīng)用。然而，Tapas變頻器的應(yīng)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(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)。