【ZiDongHua之創(chuàng)新自化成收錄關鍵詞：華中科技大學 東方電氣 風機 永磁電機 礦山電機】
 
　　華科大首創(chuàng)的這一技術，再刷新“世界紀錄”！
 
　　10月31日
 
　　華中科技大學
 
　　國家脈沖強磁場科學中心
 
　　工程技術團隊
 
　　與東方電氣集團
 
　　東方電機有限公司合作
 
　　成功實現(xiàn)了26兆瓦全球最大
 
　　單機功率風力發(fā)電機
 
　　原位退磁與退磁后的
 
　　再飽和充磁
 
　　這一技術突破對于
 
　　大型永磁電機退役回收后的
 
　　綠色再制造具有重要意義
 
　　這也是團隊繼2023年的成果之后
 
　?。ā度A科大這項技術，獲廣泛關注！》）
 
　　在該領域的又一突破
 
　　11月12日，我校黨委宣傳部、新聞中心與國家脈沖強磁場科學中心聯(lián)合召開新聞發(fā)布會，對國家脈沖強磁場科學中心最新成果——大型永磁風力發(fā)電機無磁裝配-原位整體充退磁一體化技術及裝備進行介紹。
 
 
　　發(fā)布會上，國家脈沖強磁場科學中心主任李亮教授介紹了相關情況并答記者問。他表示，團隊進行了十余年攻關，首創(chuàng)大型永磁電機“無磁裝配-整體后充磁”方法，將常規(guī)電機制造的第一道工序——給單個永磁體逐塊充磁，變成電機制造的最后一道工序即后充磁，突破大尺寸磁極整體充磁、復雜磁路約束下精準原位退磁及充退磁裝備一體化等關鍵技術瓶頸，于2021年6月成功研制國內首套大型永磁電機整體充磁設備，2023年9月實現(xiàn)20兆瓦風力發(fā)電機轉子的整體充磁，相關成果已成功應用于東方電機等企業(yè)2.5-20兆瓦全系列永磁風力發(fā)電機的制造，為企業(yè)帶來了顯著的經濟效益，有助于推動我國風電綠色制造實現(xiàn)里程碑式高質量發(fā)展。相關技術是團隊全體成員持續(xù)攻關、精益求精、團結協(xié)作的創(chuàng)新成果，同時也是團隊依托脈沖強磁場國家重大科技基礎設施，積極拓展強磁場技術應用、賦能新質生產力發(fā)展的成功嘗試。
 
　　東方電氣集團東方電機有限公司風電電機分公司黨總支書記、副總經理鄒應冬作為合作企業(yè)代表，現(xiàn)場回答了記者提問。他表示，東方電氣擁有20年的風電裝備研制經驗，始終致力于為用戶提供更加先進可靠的產品，其海上風電市場份額穩(wěn)居行業(yè)頭部，曾獲得國家科學技術進步獎一等獎。作為集團風電電機產業(yè)承接企業(yè)，東方電機高度重視永磁風力發(fā)電機研制技術，包括稀土磁材的回收再制造技術。華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心擁有一流的科研平臺和雄厚的科研實力，李亮教授團隊發(fā)明了整體充退磁一體化技術，正是企業(yè)所急需的技術。雙方合作實現(xiàn)了26兆瓦風力發(fā)電機的原位退磁與再充磁，具有非常重要的工程應用價值。
 
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　　光明日報記者：團隊研發(fā)的整體充退磁技術相比傳統(tǒng)的技術方案，解決了哪些痛點難點問題？
 
　　國家脈沖強磁場科學中心主任李亮：永磁電機的制造、運維和退役回收再制造全過程的不同階段，存在著不同的難點和痛點問題。
 
　　一是制造階段。傳統(tǒng)技術制造的過程中，需要先充磁后組裝，永磁磁體間排斥力大，磁體極性要嚴格區(qū)分，容錯率低。且由于制造全程帶磁帶力，因此安全性差，且磁極性能容易受到后續(xù)工序的影響，帶磁動平衡校準難，制造質量、效率和性能都不穩(wěn)定。而先無磁裝配后充磁的技術則很好地解決了這些問題，除最后一道工序外，制造全程無磁場力，可以精準調節(jié)電機轉子動平衡，制造效率可提高8-10倍，磁極性能、電機的機電性能和人身安全都得到了保證。
 
　　二是運維階段。電機在運行過程中，會出現(xiàn)故障失磁、掃堂、堵轉和腐蝕等問題，需要退磁拆卸和補充磁。傳統(tǒng)的加熱退磁技術，整機退磁需要把100-200噸的電機轉子加熱到300℃，并保溫12個小時，這樣將導致能耗大、污染嚴重，報廢率極高。而采用我們的交流退磁技術，只需要不到200毫秒就能實現(xiàn)整極退磁，且能耗、污染、報廢率和成本都極低。
 
　　三是回收再制造階段。退磁后的磁極和永磁塊能很方便地拆卸并能再利用、再加工、再制造。經過交流退磁的磁極再充磁至飽和所需的充磁磁場強度比常規(guī)的高出30%，我們的強磁場技術開發(fā)的充退磁一體化裝備具備這個能力，這是其他技術無法企及的，能真正實現(xiàn)退役風機的綠色再制造。
 
　　科技日報記者：團隊這項技術跟國際同行相比，有什么優(yōu)勢？
 
　　國家脈沖強磁場科學中心主任李亮：大型永磁風力發(fā)電機磁極體積大、極間距小，利用有限的電流空間在全磁極范圍內產生飽和充磁磁場強度要求高，是整體充退磁技術的主要挑戰(zhàn)，需要強大的脈沖強磁場技術基礎。國外頭部企業(yè)如GE和VESTAS等一直以來也在尋求這方面的技術突破，但目前只能將大磁極分段充磁，用獨立的充磁系統(tǒng)先逐段充磁再逐段安裝到位，沒有真正解決先充磁后組裝、制造全程帶磁帶力的痼疾。我們利用在國家重大科技基礎設施脈沖強磁場大科學設施建設中發(fā)展起來的技術優(yōu)勢，解決了高電流密度脈沖強磁場的產生、強電磁沖擊下脈沖線圈的多向加固、高重頻快速冷卻等技術瓶頸問題，實現(xiàn)了磁極整體原位后充磁，永磁電機先無磁高速、容錯、高效裝配，最后磁極整體充磁，技術可以應用于永磁電機生產線。
 
　　湖北日報記者：請問東方電機有限公司鄒總，剛才李亮教授介紹了整體充退磁技術對即將到來的風力發(fā)電機大規(guī)模的退役潮具有重要作用，對此您有什么看法？
 
　　東方電氣集團東方電機有限公司風電電機分公司黨總支書記、副總經理鄒應冬：風電行業(yè)一般按陸上機組20年壽命進行設計。預計在2025年，我國將會迎來風機退役高峰期。中國風能協(xié)會（CWEA）的數(shù)據(jù)顯示，到2030年，累計有4473萬千瓦風機進入退役期。而2010年至今，風機裝機容量大幅攀升，僅2023年一年的新增裝機就接近8000萬千瓦。因此，未來將會有巨量的退役風電機組。而這其中，大量機組為永磁發(fā)電機。
 
　　面對如此巨大的退役潮，2023年國家發(fā)改委等部門出臺政策，鼓勵開展退役風電設備精細化拆解和高水平再生利用，重點聚焦發(fā)電機等部件。政府高度重視稀土材料回收，出臺了一系列政策鼓勵高效、節(jié)能、低污染、規(guī)?；脑偕厥张c綜合利用。
 
　　像李亮教授剛才提到的，傳統(tǒng)的風電磁鋼回收采用物理粉碎、化學處理等方案，效率低、能耗高、經濟效益差，且造成環(huán)境污染，因此，急需創(chuàng)新的技術和工藝，解決行業(yè)困難。
 
　　東方電氣作為大型發(fā)電裝備研制中央企業(yè)，擁有20年的風電裝備研制經驗，始終致力于為用戶提供更加先進可靠的產品。企業(yè)海上風電市場份額穩(wěn)居行業(yè)頭部，曾獲得國家科學技術進步獎一等獎。東方電氣發(fā)電裝備產量全球領先，將風電作為戰(zhàn)略產業(yè)發(fā)展，主要采用永磁技術路線。因此，我們東方電機作為集團風電電機產業(yè)承接企業(yè)，高度重視永磁風力發(fā)電機研制技術，包括稀土磁材的回收再制造技術。
 
　　華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心擁有一流的科研平臺和雄厚的科研實力，李亮教授團隊發(fā)明了整體充退磁一體化技術，正是我們所急需的技術。我們合作實現(xiàn)了26兆瓦風力發(fā)電機的原位退磁與再充磁，具有非常重要的工程應用價值。
 
　　應用整體充退磁一體化技術，磁鋼退磁、完整拆解、精準加工、重新充磁賦能或者梯次再利用過程將變得非常高效、安全、環(huán)保和經濟，這是其他技術方法完全無法企及的，是解決永磁風力發(fā)電機大規(guī)模退役綠色再制造困難的絕佳方案，不僅為企業(yè)發(fā)展新質生產力提供了有力支撐，對助推整個風電行業(yè)綠色制造高質量發(fā)展都具有非常重要的意義。
 
　　中國新聞社記者：除了在風機方面的應用，團隊的整體充退磁技術還能應用在哪些領域？
 
　　國家脈沖強磁場科學中心主任李亮：除了風機方面，整體充退磁技術可以應用在幾乎所有的永磁電氣裝備的制造、運維和回收再制造方面，如高速永磁電機、礦山電機、磁共振成像等方面。以高速電機為例，由于轉子離心力大，需要熱套一個高強度的不銹鋼套筒來加固，充磁后的磁體性能容易受熱套高溫影響而降低，而先組裝熱套、后充磁就可以完美地解決這個問題。
 
　　整體充退磁技術不只是一個先進的工藝，也是一個新技術，傳統(tǒng)技術下磁塊和磁極無法再加工，磁極形狀和氣隙磁場位形無法調節(jié)，嚴重制約了裝備的電磁性能。簡單形狀的永磁磁極只能用磁極表面的鐵或鐵芯的形狀調節(jié)來獲得精準的磁場位形，但這又會帶來鐵耗和溫升，進而引起磁場的穩(wěn)定度和均勻度的變化。先無磁裝配后充磁，使磁塊和磁極在無磁狀態(tài)下能夠被加工成任意形狀，直接獲得精準的磁場位形，表面沒有鐵，沒有鐵耗和溫升，重量大大降低，提高了性能降低了成本。
 
　　總而言之，這種原位整體充退磁技術為永磁電氣裝備的設計、制造、運維、回收和綠色再制造提供了全新的技術途徑。
 
　　為矢志創(chuàng)新、攻堅克難的
 
　　華科大團隊點贊！
 
　　華中科技大學（ihuster）
 
　　來源/華科大新聞中心