科研团队在充磁现场进行测试。受访单位供图
11月12日，记者从华中科技大学获悉，该校国家脉冲强磁场科学中心最新科研成果——大型永磁风力发电机无磁装配—原位整体充退磁一体化技术及装备，日前已完成18至22兆瓦级风力发电机充磁，并实现了26兆瓦全球最大单机功率风力发电机的原位退磁与退磁后的再饱和充磁。
永磁电机是新能源发电、电动汽车、轨道交通和舰船驱动等领域的核心装备。磁极作为动力源，由众多永磁体组成，永磁体需经磁场饱和充磁后才具有稳定的磁性。随着永磁电机的大型化和高功率化，传统的先充磁后组装生产技术，使电机制造全程带磁带力，组装难度大、效率低，磁极性能容易受到后续工序影响。同时，现有大型永磁装备的运维和退役回收，需要磁极无磁拆卸。目前通用的加热退磁技术，要将重达数百吨的转子加热到300摄氏度，并维持12小时，能耗大、污染重、报废率高。
这些难题，直接制约了大型永磁电机生产和绿色再制造的高质量发展。
为此，国家脉冲强磁场科学中心主任李亮带领团队历经10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。该技术将常规电机制造流程中的第一道工序单个永磁体逐块充磁，转变为最后一道后充磁工序，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。2021年6月，该团队成功研制出国内首套大型永磁电机整体充磁设备。
“这项技术突破，对于大型永磁电机退役回收后的绿色再制造具有重要意义。”李亮说，相较于传统技术方案，采用该团队的原位充退磁技术，只需通过一百多毫秒的放电即可完成整个磁极的充退磁，能耗不到加热退磁技术的百分之一。用这种方法退磁后的永磁体，可根据新需求加工组合后，再充磁成为新的磁极，重复使用。
中国风能协会的数据显示，预计在2025年，我国将出现风机退役高峰，到2030年，将累计有4473万千瓦风机进入退役期，其中大量机组为永磁发电机。
东方电气集团东方电机有限公司风电电机分公司副总经理邹应冬表示，应用整体充退磁一体化技术，磁钢退磁、完整拆解、精准加工、重新充磁赋能或梯次再利用等工序将变得非常高效、安全、环保和经济。这是解决永磁风力发电机大规模退役绿色再制造难题的绝佳方案。
此外，整体充退磁技术还为其他永磁电气装备设计、制造、运维、回收和绿色再制造提供了全新技术途径。 （记者 吴纯新 通讯员 高翔）