人們都知道，巨大的風力發電機安裝起來很不方便。很多人不知道的是，它的核心永磁電機磁極安裝時還存在一定風險。10月8日，極目新聞記者從華中科技大學獲悉，9月29日，華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心李亮教授帶領的團隊成功實現20MW全球最大單機功率風力發電機轉子的整體充磁，成為全球唯一能對兆瓦級永磁風力發電機全系列機型整體充退磁的技術團隊。

　　這一技術實現了永磁磁極先安裝再充磁，推動永磁電氣裝備的高效、高性能制造，也使我國風電綠色制造實現里程碑式高質量發展。

　　“磁極由很多磁鋼組成，磁鋼簡單來說就是我們小時候玩的吸鐵石。大家都有印象，同極性吸鐵石是很難挨在一起的。”8日下午，華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心丁洪發教授和呂以亮副研究員代表該團隊，詳細介紹了這一科研成果。呂以亮介紹，永磁風力發電機是風力發電機的主力機型，其轉子磁極由眾多磁鋼拼裝而成。傳統技術都是磁鋼先充磁再組裝。此時，磁鋼因為帶有磁性，存在巨大的排斥力，組裝就很困難，還有人員受傷的安全隱患，組裝精度也會較難控制。

　　基于國家脈沖強磁場科學中心技術積累，經過10多年的科研攻關，團隊在國際上首次提出大型永磁電機“無磁裝配-整體充磁”方法，并于2021年6月研制出中國首臺(套)大型永磁電機整體充磁裝備，完成2.5兆瓦直驅永磁風力發電機轉子的整體充磁。今年，在中車永濟電機有限公司實現了20MW全球最大單機功率風力發電機轉子的整體充磁。

　　“這個研究涉及電、磁、熱、力等各種極端條件，我們要將這些極端條件統籌在一起開展研究，還要達到工業化標準，實現設備長壽命、高頻率的運轉，難度是非常大的?！倍『榘l說。

　　從團隊展示的中車永濟風機生產現場可以看到，整個裝置可分為三個部分組成，充磁電源、推進系統、風機轉子，充磁電源長寬高分別為5米、3米和4米，像是一排柜子排列在一起。風機轉子的直徑約為3米，風機轉子則像是一個旋轉的泳池，其外圍裝備有諸多磁極，每個磁極的寬度約為0.3米，高約1米。

　　丁洪發教授介紹，在給這些磁極充磁時，只需操作推進系統使得充磁線圈靠近磁極，給充磁電源充電，再給充磁線圈放電，這樣就完成了磁鋼的充磁?！耙话阋粋€小時就可以完成一個20MW單機功率風力發電機轉子充磁，而且我們可以實現磁極的100%有效充磁?！倍『榘l談到，使用該技術在磁鋼安裝過程中沒有任何排斥力，有效提高了裝備精度、裝備效率以及電機電氣和機械性能，還大幅提高生產效率和生產安全性，降低了生產成本。

　　根據國家能源局數據顯示，截至今年6月底，我國風電裝機總容量將達3.89億千瓦，而在風電裝機容量不斷增加的同時，早期投運的風電機組也將迎來大規模“退役潮”。團隊負責人李亮教授介紹，該技術對于“退役”永磁風電機組的綠色再制造也將起到極其關鍵的作用。目前，華科大團隊已經成功研發出了充退磁一體化裝備，且具備核心知識產權。

　　據悉，我國許多重要裝備使用了永磁部件，如高鐵驅動電機、電動汽車、磁懸浮列車、永磁核磁共振成像儀、飛輪儲能電機、艦船驅動電機和其他航空航天高速電機等。丁洪發教授介紹團隊這一技術可應用于以上諸多方面，提升這些裝備的性能。

　　呂以亮舉例，艦船對電機的振動和噪聲要求非常高，這就要求電機轉子的動平衡精度要非常高。“如果充磁后再轉裝，由于它們都帶有磁性，會影響平衡精度，但我們的技術就不會存在這一問題?！眳我粤琳f。丁洪發教授補充，這一技術將給永磁風電機的設計提供更多可能，給電機的性能提升帶來更大的空間，科學家就有望研發出更大容量更高性能的永磁電機，對于保持我國在風電領域的國際領先地位，也具有重要的戰略意義。

　　丁洪發介紹，下一步團隊將進一步深化與相關企業開展產學研合作，一是全面推進整體充退磁技術在現有永磁電機裝備生產中的應用；二是基于整體充退磁技術，開展新型高性能永磁裝備的設計研發，進一步提升設備現有性能；三是推動這一技術在“退役”永磁風電機組綠色再制造上的應用。

　　此項成果離不開國家重大科技基礎設施——脈沖強磁場試驗裝置的支持。該實驗裝置可提供強磁場、極低溫、高靜壓等實驗環境，是支撐物理、化學、材料和生物醫學等多學科領域科學研究的“國之重器”。截至今年8月，該裝置已累計開放運行80626小時，支撐中國、美國、英國、德國等國家的125家科研單位開展實驗1804項，取得包括發現第三種規律新型量子振蕩等系列成果。Kaiyun 開云官網入口Kaiyun 開云官網入口開云 開云官方網站開云 開云官方網站