湖北日报讯（记者方琳、通讯员王潇潇、高翔）10月8日从华中科技大学获悉，该校国家脉冲强磁场科学中心工程技术团队9月29日成功实现20MW全球最大单机功率风力发电机转子的整体充磁，成为全球唯一能对兆瓦级永磁风力发电机全系列机型整体充退磁的技术团队，使我国风电绿色制造实现里程碑式高质量发展。
大型永磁发电机是新能源发电、电气化交通和舰船驱动等领域的关键装备，应用广泛。传统制造技术是“先充磁后组装”，因磁钢带有磁性，相互间存在巨大的排斥力，导致磁极组装难度大、装配精度低，电机的电磁和机械性能难以精确控制，且制造过程存在较大的安全隐患。此外，传统热退磁技术磁极报废率高达40%，能耗巨大。
国家脉冲强磁场科学中心李亮教授团队在国际上首次提出大型永磁电机“无磁装配-整体充退磁”方法，突破大尺寸磁极整体充磁和复杂磁路约束下精准原位退磁的技术瓶颈，并在湘潭电机有限公司和中车永济电机有限公司等多家单位成功应用。该方法在提升永磁电机电气和机械性能的同时，大幅提高生产效率和生产安全性，降低了生产成本。
据了解，在国家重大科技基础设施——脉冲强磁场实验装置建设过程中，团队成员在脉冲强磁场设计理论和波形调控方法等方面积累了丰富的经验，为“无磁装配-整体充退磁”的研发打下了坚实的基础，历经15年取得了开创性的突破。2021年，成果首次应用于湘潭电机有限公司2.5-11MW永磁风力发电机上，时隔两年，此次成功实现20MW半直驱永磁风力发电机转子的整体充磁，表明我国已在大型永磁风力发电机高性能制造上处于国际领先水平。
团队成员丁洪发教授介绍，永磁风力发电机是风力发电的主力机型，其中半直驱机型相比传统直驱机型具有转速高、功率大、功率密度高、成本低等优势，但相较于直驱机型，高功率半直驱机型磁极体积和极面曲率更大，充磁难度更高。为此，团队创新性的提出主-辅两级线圈方案及加固技术，与过去直驱整体充磁方案相比，虽然半直驱机型磁极面积更大，但采用新技术后饱和充磁的线圈能耗、应力水平和温升却更低。
在实现快速充磁的同时，整体充退磁技术还具备低能耗快速退磁能力。团队成员、国家脉冲强磁场科学中心副研究员吕以亮说，“这套装备不仅能推动永磁电气装备的高效、高性能制造，同时，对于‘退役’永磁风电机组的绿色再制造也将起到极其关键的作用。”
国家能源局数据显示，截至今年6月底，我国风电装机总容量将达3.89亿千瓦，风电装机容量不断增加的同时，早期投运的风电机组也将迎来大规模“退役潮”，因此该技术在退役永磁风电机组的绿色再制造方面也具有广阔应用前景。
