呼和浩特西门子数控系统授权代理商 高性能运动控制

上海西齐机电设备有限公司

公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等，集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体，销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。

我们在价格上有较大优势,更注重售后服务，现有大量现货销售，欢迎您来电咨询。 

本公司所有销售中产品均为西门子原装正品，质保一年，假一罚百！ 

 企业主要业务经营范围：

      为工业企业提供智能制造整体解决方案**层设计咨询和规划服务；

      西门子软启动一级代理商

      为工业企业数字化工厂产线设计、建设、互联互通等提供专业的产品、技术和服务。

      为工业企业提供远程数据采集、监控、调试运维及工业大数据平台解决方案和服务。

      为工业企业和**提供电气自动化控制、传动整体解决方案及项目集成、实施应用。

      为工业企业提供西门子工业软件及数字化工厂解决方案和实施服务。

      为工业企业提供西门子自动化控制、网络通讯、变频电机、低压元器件、智能仪表等电气控制、传动产品及高、中、低压、西门子8PT配电产品、能源集团自动化等产品、技术和服务。

      为工业企业智能装备层面提供自主知识产权的自动导引车、RFID、传感器、数据采集智能网关、低压配电柜、智能配电柜及电抗器、滤波器及快速布线端子板等产品。

断电之忧 日渐淡去

飞轮蓄电系统能防止数据中心停运，它们甚至可以为起重机提供动力。迄今为止，类似蓄电装置均要求进行繁复的维护。西门子新推出的解决方案，将很快改变这种状况。

过去，如果数据中心运营商想要保护其服务器不受断电影响，那么，他需要一台柴油发动机和大量电池，后者是一种名为“不间断电源（UPS）”设备的组成部分。发动机启动需耗时15秒左右。在此期间，电池可为机房持续供电。但是，尽管电池是很好的蓄电装置，但它们并不能储蓄大量电能，而服务器的能耗却很高。目前，电池依然是可以选择解决方案。但西门子*研究院的Matthias Gerlich博士认为，飞轮蓄电系统是合理的替代方案。他指出：“它们能快速输出很高的功率，*占用太大空间，也不要求带空调的机房。”

飞轮蓄电系统由沉重的转子——即飞轮——和亦可用作发电机的电机构成。电机驱动飞轮以额定运行速度旋转，从而储蓄动能。反过来，飞轮可以将旋转动能传递至电机/发电机，由后者将动能转换为电能。这种装置可以在短时间内产生数千千瓦的电能。

以前飞轮蓄电系统的问题在于，它们通常价格高昂，并且要求进行繁复的维护。然而，Gerlich和他的团队研发了一个运行成本更低的可靠系统。目前他们正在对原型机进行试验。

电机被安装到飞轮蓄电系统中。

260公斤重的飞轮以每分钟9,000转的速度运行

西门子的这个系统能提供持续15秒、功率125千瓦的电能。这个系统高约一米，直径60厘米。其核心是一个重达260公斤的钢制飞轮，在全真空环境中，它在磁悬浮轴承的作用下悬浮于空，并以每分钟9,000转的速度旋转。Gerlich解释道，“飞轮在磁悬浮轴承的作用下旋转，因而几乎*任何维护。”

飞轮上方，安装了一台配有电力电子系统的西门子电机。Gerlich指出：“这些电机经专门设计，可运行很长时间，此外，得益于大批量生产，其成本不是很高。”电机本身不是在真空中，而是在大气压力下运行。Gerlich的团队面临的挑战是将处于真空状态的飞轮，与在大气压力下运行的电机连接起来。他们的解决方案是使用带两个转子的磁阻耦合器——这支团队已向德国慕尼黑**局申报这项发明的**。

在这个系统中，一个陶瓷板充当了将飞轮与电机分隔开的真空隔板。此外，有两个齿形离合器片，它们分别位于距陶瓷板三毫米处。一个连接到飞轮上，另一个安装在电机轴承上。为了从飞轮蓄电系统获得电能，电机在开启后将以9,000 rpm的转速运行，这也是飞轮的旋转速度。然后，使用电磁体来产生磁场，在两个离合器片之间形成牵引力。因其磁中性，真空隔板不会妨碍这个过程。牵引力可使系统啮合，此时，电机就充当了发电机，提供所需电能。

装配前，飞轮蓄电系统被打开。

陶瓷板将飞轮与电机分隔开来。

安装已获得**的磁阻耦合器。

电机安装精度必须达到毫米级。

对飞轮蓄电系统进行功能试验。

低维护设计，降低运行成本

电磁体接通，系统啮合；电磁体关断，系统分离。这个过程十分简单，但其开发过程却十分漫长。工程师不得不为电机开发一个足够厚的、不会在系统啮合时发生弯曲的离合器片。与此同时，离合器片必须足够轻，以保证电机能尽快达到设计转速。工程师开发的离合器片厚仅7毫米，因而，电机可在短短150毫秒内达到9,000 rpm的转速。换句话说，这个系统能在转瞬之间输出电能。这意味着，当发生断电时，这个系统也能用于在柴油发电机开始供电之前，维持电源稳定。

为设计这个系统而付出的努力没有白费，正如Gerlich在报告中所指出的，西门子飞轮系统的维护要求低于竞争对手的解决方案。Gerlich说：“在我们的系统中，仅当必须让飞轮以设计转速运行时，或者发电时，电机才会工作。”另一方面，在常规飞轮系统中，电机和飞轮被牢牢地连接在一起，电机会随飞轮不停运行。这意味着必须更加频繁地维护电机。此外，西门子飞轮系统不要求任何昂贵的特殊组件。相比而言，竞品的电机也是在真空中运行，“但在真空中运行的电机成本不菲，”Gerlich解释道。

对**级电容器构成竞争

价格实惠的标准组件、低维护设计、低运行成本。有了这样的卖点，西门子推出的飞轮蓄电系统或许很快将对**级电容器构成竞争。Gerlich表示，“我们想打造一个价位与**级电容器相当的系统。” 工业企业一般采用**级电容器来在短时间内提供大量电能。然而，**级电容器的缺点在于其充电次数有限。而西门子的飞轮系统可以根据需要无限次运行。需要更换的只有电机——在其运行数千小时之后。

未来，这个系统可能被用于各式各样的应用。譬如，它可以在断电时用作备用系统。不过，工业企业也可以使用这个系统。Gerlich还认为，起重机可以使用这个系统。这是因为升举重物要在短时间内耗用大量电能，飞轮系统可以提供这样的电能。当载荷降低时，它可以重新获得电能，以用于再次加快飞轮转速。电动汽车也能受益于飞轮蓄电系统。Gerlich说：“目前尚未计划任何汽车应用，但不能排除其可能性。”

公司主要从事工业自动化领域设备的研发、销售、维修和承接自动化工程及技术服务等，集产品销售、自动化控制工程、设备维修为一体，销售西门子PLC、触摸屏、变频器、SITOP电源、数控系统(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服数控V20/V90/V80V60、软启动、备件等各系列产品。

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强劲的**轻型发动机助力电动飞行

西门子开发出一款**的电动发动机，它兼具大功率和**轻盈之优势。发动机的所有部件均得到系统化改进，由此造就的全新驱动系统在同级别产品中创造了功率-重量比的世界纪录。这项开发成果是电动飞机和电动直升机普及化道路上的重要一步。

有时候，几个简单的数据就足以表明一项技术革新。对于这款全新的电动发动机，这个数据就是5千瓦/千克。这个数据代表西门子*研究院电动飞机部新研发的电动发动机的功率-重量比。“新发动机的重量是50千克，但它可以持续供应260千瓦左右的电力。”电动飞机团队负责人Frank Anton博士介绍道，“它打破了这一功率等级的世界纪录。当前业界采用的强劲电动发动机的功率-重量比较高不**过1千瓦/千克，在汽车行业，他们较高也只达到了2千瓦/千克。”

对于西门子团队关注的应用领域，功率-重量比是一项关键指标。毕竟，他们的长远目标是带来整个航空业的变革。2011年，Anton的研发团队与空客集团、钻石飞机携手合作，实现了**有史以来**架混合电动飞机的**。2013年，这架飞机再次启航，当时它的驱动系统已得到优化。那一次所使用的新电动发动机的功率-重量比为5千瓦/千克左右，在当时这个水平已经**，不过这款发动机的持续供电水平相对一般，大约为60千瓦——较多只能支撑单引擎轻型飞机的航行。

因此，Anton的目标是开发出一款更为强劲、轻盈至较的电动发动机，唯有如此才能完全取代目前飞机和直升机中采用的内燃式引擎或喷气式引擎，或者将这些引擎与电动驱动系统相结合，组成混合系统。

算法增强缔造世界纪录

西门子研究人员开发出了一种新型电动发电机，

它的重量只有50千克，但能够持续输出260千瓦左右的电能，

这一水平比同类驱动系统高出五倍。

为研制出一款创纪录的发动机，大型驱动部和*研究院的*们着手对以往发动机的所有组件展开测试，在技术可行范围内对组件进行优化。通过这一系列工作，他们得以将发动机端罩的重量缩减一半以上，从10.5千克减轻到只有4.9千克。端罩由铝质材料制成，此组件安装到连续驱动轴上，中间没有变速箱，端罩的作用是支撑发动机的轴承和推进器。Anton介绍道：“每当飞机的头部扬起或下降时，端罩要承受较其巨大的力，所以对于飞行安全而言，它**是至关重要的组件。所以过去这个组件往往非常坚固，因此也就很重。”

为给这个端罩“瘦身”，轻型工程领域的*和西门子产品生命周期部门的开发人员通力合作，开发出了一种专门的优化算法，并将其集成到西门子CAE（计算机辅助工程）程序NX Nastran中。该算法将组件细分成10万多个元件，然后模拟作用于其中每个元件的力。经过无数次的优化环节，软件较终能够判断出哪些元件基本不会受力，因此可以去掉。“造物主设计人体骨骼的时候也是这样的，让它的结构顺应外力。利用这种反复迭代优化的过程，我们较终得到了一个单纯依靠理论永远也无法达到的解决方案。” Anton说道。

这项开发的成果是设计出的结构不仅轻巧，同时还满足硬度和稳定性方面的所有安全要求。而这仅仅是个开始。开发人员现在已经设计出一款新的端罩雏形，它由碳纤维强化聚合物材料构成，重量只有2.3千克，不到传统组件的四分之一。

在发动机的电磁设计方面，开发人员另辟蹊径，再次找到了尽可能减轻机身重量的妙招。在定子中采用钴铁合金材料，实现很高的磁化能力，同时用哈尔巴赫阵列排列转子的永磁体。也就是说，将四个磁体依次排列，每个磁体的磁场均相反。如此排列的结果之一是可以在使用较少材料的情况下优化磁通量导向。此外，研究人员还发现一种新的冷却概念，能够进一步减轻重量。“由于电流密度很大，我们需要一种巧妙的方法来处理废热，我们使用直接冷却的导体，将铜损失直接释放到绝缘冷却液中，比如说，我们这里用的是硅油或热传导液。” Anton解释道。

上述所有方面的改进都要求研发单位对电动发动机的不同流程拥有深厚的专业知识。“对换流器和发动机具有如此深入了解的公司可谓凤毛麟角，更不用说有几十年在各类不同甚至较端环境下展开研究的经验。另外，在西门子，我们致力于实践电动飞行的理念，具有持续开发新驱动系统的实力。” Anton指出。毋庸讳言，其他公司必然也已经关注到这一领域，但据Anton估计，西门子在业界至少良好三年。

智能混合驱动系统将电动发动机与内燃机相结合，它采用的涡轮机不仅显着小于现今的涡轮发动机，还能在飞行期间始终保持较高效的运转。

研发目标：混合动力的地区航班

西门子研制出的新型电动发动机十分强劲，支持四座飞机飞行绰绰有余，为地区航班提供足够动力的目标也并不遥远。从500千瓦到2000千瓦的功率足以在德国境内运送一组旅客。这样的驱动系统对于环境和机场附近的居民都是一种福音，因为它们可以显着降低航空运输的二氧化碳排放量和飞机噪音。同时，航空公司也将因大幅节约成本而受益。“航空煤油占飞机生命周期成本的50%以上，采用混合电驱动系统可使耗油量降低25%左右，这样飞机的总体成本将能降低12%左右。” Anton解释说。

之所以会如此，其原因是智能混合驱动系统将电动发动机与内燃机相结合，它采用的涡轮机不仅显着小于现今的涡轮机，还能在飞行期间始终保持较高效的运转。相比之下，现今的涡轮机的设计较大输出功率只有在飞机起飞和爬升时才会用到。除此以外，它们只需要用到较大输出功率的60%。“如果采用煤油电动混合驱动系统，涡轮机可以持续地在较高能效状态下运转，通过发电机向电动发动机供电，从而为推进器提供动力。在起飞的时候，可以由电池提供额外电能。” Anton介绍道。

西门子目前正在与空客公司合作，力推电动飞行的愿景变为现实。根据2013年签订的合作协议，西门子的主要任务是开发新型电驱动系统，空客公司则负责寻找全新的航空理念。如果工程师们成功研发出更轻、更强劲的电动发动机，那么首架混合电力驱动的60-100座航班将有望较早在2035年“冲上云霄”。