100毫秒！世界上最大风机实现原位整体充磁

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长江日报记者从华中科技大学获悉，国家脉冲强磁场科学中心李亮教授团队与东方电气集团东方电机有限公司合作，日前成功实现了全球最大功率单机26兆瓦风力发电机的原位退磁与退磁后的再饱和充磁，充磁用时100毫秒，退磁用时200毫秒。　

李亮教授（左三）在风力发电机充退磁测试现场。
据悉，李亮教授带领团队历经十余年研究，在国际上首次提出大型永磁电机“无磁装配—整体充磁”技术。该技术于2023年在20兆瓦级永磁风力发电机上获得了成功。
风力发电，电机是关键。现在的风力发电机普遍采用体积更小效能更高的永磁电机，26MW的永磁电机直径近五米，其转子由数百块永磁体构成。
东方电气集团东方电机有限公司风机分公司副总经理邹应冬表示，过去，大型风机在制造阶段采用先充磁后组装，永磁磁体间排斥力大，生产效率和产品性能都受到很大影响。现在采用先无磁装配后充磁技术，生产效率提升了10倍。
“过去永磁电机的制造、运维和退役回收再制造三个阶段都存在难点和痛心。”李亮教授表示，尤其在运维阶段，整机退磁需要把100吨—200吨的电机转子加热到300℃，并保温12个小时才能退磁。采用他们的交流退磁技术，只需要不到200毫秒就能实现整极退磁，能耗只有过去的1/100，污染、报废率和成本都极低。

26MW的永磁电机。东方电气供图
据了解，国外目前最先进的电机充磁技术是将大磁极分段充磁，用独立的充磁系统先逐段充磁，再逐段安装到位，制造全程依然带磁，做不到原位整体充磁。
“别人做不到，为何我们能做到？”李亮介绍，他们采用的“无磁装配—原位整体充退磁技术”来源于国家脉冲强磁场科学中心十余年技术攻关，尤其是充磁线圈的加固，他们探索出了特殊的加固技术，用来约束电流和磁场的相互作用。
2021年6月，李亮教授团队成功研制国内首套大型永磁电机“整体充退磁装备”，2023年9月实现20兆瓦单机功率风力发电机转子的整体充磁。
团队首创大型永磁电机“无磁装配—整体后充磁”方法，改变了常规电机制造的第一道工序——给单个永磁体逐块充磁，变成电机制造的最后一道工序——整体充磁。突破大尺寸磁极整体充磁、复杂磁路约束下精准原位退磁及充退磁装备一体化等关键技术瓶颈。该技术很快在东方电机、湘潭电机、明阳智慧能源、哈电风能等企业2.5—20兆瓦全系列永磁风力发电机的制造上获得应用，为企业带来了显著的经济效益。
李亮表示，现在在制造环节已经实现电机的原位整体充磁，即充磁时磁块不动。“未来，给运维中的风机实现原位充磁，这是我们下一个目标。”
据悉，风电行业一般按陆上机组20年寿命、海上机组25年寿命进行设计。预计在2025至2030年间，我国将会出现第一波风机退役高峰。中国风能协会（CWEA）的数据显示，到2030年，累计有4473万千瓦风机进入退役期。
（长江日报记者杨佳峰 通讯员高翔 左盈）
【编辑：陈明】