11月12日，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者從華中科技大學(xué)獲悉，國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心李亮教授團(tuán)隊(duì)與東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司合作，日前成功實(shí)現(xiàn)了全球最大功率單機(jī)26兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原位退磁與退磁后的再飽和充磁，充磁用時(shí)100毫秒，退磁用時(shí)不到200毫秒。

據(jù)悉，李亮教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年研究，在國(guó)際上首次提出大型永磁電機(jī)“無磁裝配—整體充磁”技術(shù)。該技術(shù)于2023年在20兆瓦級(jí)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)上獲得了成功。

風(fēng)力發(fā)電，電機(jī)是關(guān)鍵。現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)普遍采用體積更小、效能更高的永磁電機(jī)，26兆瓦的永磁電機(jī)直徑近五米，其轉(zhuǎn)子由數(shù)百塊永磁體構(gòu)成。

東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司風(fēng)機(jī)分公司副總經(jīng)理鄒應(yīng)冬表示，過去，大型風(fēng)機(jī)在制造階段采用先充磁后組裝，永磁磁體間排斥力大，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能都受到很大影響。現(xiàn)在采用先無磁裝配后充磁技術(shù)，生產(chǎn)效率提升了10倍。

“過去永磁電機(jī)的制造、運(yùn)維和退役回收再制造三個(gè)階段都存在難點(diǎn)和痛點(diǎn)。”李亮教授表示，尤其在運(yùn)維階段，整機(jī)退磁需要把100噸—200噸的電機(jī)轉(zhuǎn)子加熱到300℃，并保溫12個(gè)小時(shí)才能退磁。采用他們的交流退磁技術(shù)，只需要不到200毫秒就能實(shí)現(xiàn)整極退磁，能耗只有過去的1/100，污染、報(bào)廢率和成本都極低。

據(jù)了解，國(guó)外目前最先進(jìn)的電機(jī)充磁技術(shù)是將大磁極分段充磁，用獨(dú)立的充磁系統(tǒng)先逐段充磁，再逐段安裝到位，制造全程依然帶磁，做不到原位整體充磁。

“別人做不到，為何我們能做到？”李亮介紹，他們采用的“無磁裝配—整體充磁”技術(shù)來源于國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心十余年技術(shù)攻關(guān)，尤其是充磁線圈的加固，他們探索出了特殊的加固技術(shù)，用來約束電流和磁場(chǎng)的相互作用。

2021年6月，李亮教授團(tuán)隊(duì)成功研制國(guó)內(nèi)首套大型永磁電機(jī)“整體充退磁裝備”，2023年9月實(shí)現(xiàn)20兆瓦單機(jī)功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體充磁。

團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)大型永磁電機(jī)“無磁裝配—整體充磁”方法，改變了常規(guī)電機(jī)制造的第一道工序——給單個(gè)永磁體逐塊充磁，變成電機(jī)制造的最后一道工序——整體充磁。突破大尺寸磁極整體充磁、復(fù)雜磁路約束下精準(zhǔn)原位退磁及充退磁裝備一體化等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。該技術(shù)很快在東方電機(jī)、湘潭電機(jī)、明陽(yáng)智慧能源、哈電風(fēng)能等企業(yè)2.5—20兆瓦全系列永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造上獲得應(yīng)用，為企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

李亮表示，現(xiàn)在在制造環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的原位整體充磁，即充磁時(shí)磁塊不動(dòng)。“未來，給運(yùn)維中的風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)原位充磁，這是我們下一個(gè)目標(biāo)。”

據(jù)悉，風(fēng)電行業(yè)一般按陸上機(jī)組20年壽命、海上機(jī)組25年壽命進(jìn)行設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)在2025至2030年間，我國(guó)將會(huì)出現(xiàn)第一波風(fēng)機(jī)退役高峰。中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)（CWEA）的數(shù)據(jù)顯示，到2030年，累計(jì)有4473萬千瓦風(fēng)機(jī)進(jìn)入退役期。