大型永磁電機實現整體充退磁

科技日報訊 （記者吳純新 通訊員高翔）11月12日，記者從華中科技大學獲悉，該校國家脈衝強磁場科學中心最新科研成果——大型永磁風力發電機無磁裝配—原位整體充退磁一體化技術及裝備，日前已完成18至22兆瓦級風力發電機充磁，並實現了26兆瓦全球最大單機功率風力發電機的原位退磁與退磁後的再飽和充磁。

永磁電機是新能源發電、電動汽車、軌道交通和艦船驅動等領域的核心裝備。磁極作為動力源，由眾多永磁體組成，永磁體需經磁場飽和充磁後才具有穩定的磁性。隨着永磁電機的大型化和高功率化，傳統的先充磁後組裝生產技術，使電機制造全程帶磁帶力，組裝難度大、效率低，磁極性能容易受到後續工序影響。同時，現有大型永磁裝備的運維和退役回收，需要磁極無磁拆卸。目前通用的加熱退磁技術，要將重達數百噸的轉子加熱到300攝氏度，並維持12小時，能耗大、污染重、報廢率高。

這些難題，直接制約了大型永磁電機生產和綠色再製造的高質量發展。

為此，國家脈衝強磁場科學中心主任李亮帶領團隊歷經10餘年研究，在國際上首次提出大型永磁電機“無磁裝配—整體充磁”技術。該技術將常規電機制造流程中的第一道工序單個永磁體逐塊充磁，轉變為最後一道後充磁工序，突破大尺寸磁極整體充磁、複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。2021年6月，該團隊成功研製出國內首套大型永磁電機整體充磁設備。

“這項技術突破，對於大型永磁電機退役回收後的綠色再製造具有重要意義。”李亮説，相較於傳統技術方案，採用該團隊的原位充退磁技術，只需通過一百多毫秒的放電即可完成整個磁極的充退磁，能耗不到加熱退磁技術的百分之一。用這種方法退磁後的永磁體，可根據新需求加工組合後，再充磁成為新的磁極，重複使用。

中國風能協會的數據顯示，預計在2025年，我國將出現風機退役高峯，到2030年，將累計有4473萬千瓦風機進入退役期，其中大量機組為永磁發電機。

東方電氣集團東方電機有限公司風電電機分公司副總經理鄒應冬表示，應用整體充退磁一體化技術，磁鋼退磁、完整拆解、精準加工、重新充磁賦能或梯次再利用等工序將變得非常高效、安全、環保和經濟。這是解決永磁風力發電機大規模退役綠色再製造難題的絕佳方案。

此外，整體充退磁技術還為其他永磁電氣裝備設計、製造、運維、回收和綠色再製造提供了全新技術途徑。