湖北日報訊(記者方琳、脈沖通訊員王瀟瀟、強磁球最高翔)10月8日從華中科技大學獲悉,場科充磁該校國家脈沖強磁場科學中心工程技術團隊9月29日成功實現20MW全球最大單機功率風力發電機轉子的學中心實現全整體充磁,成為全球唯一能對兆瓦級永磁風力發電機全系列機型整體充退磁的大功電機技術團隊,使我國風電綠色制造實現里程碑式高質量發展。率風力
大型永磁發電機是整體新能源發電、電氣化交通和艦船驅動等領域的脈沖關鍵裝備,應用廣泛。強磁球最傳統制造技術是場科充磁“先充磁后組裝”,因磁鋼帶有磁性,學中心實現全相互間存在巨大的大功電機排斥力,導致磁極組裝難度大、率風力裝配精度低,整體電機的脈沖電磁和機械性能難以精確控制,且制造過程存在較大的安全隱患。此外,傳統熱退磁技術磁極報廢率高達40%,能耗巨大。
國家脈沖強磁場科學中心李亮教授團隊在國際上首次提出大型永磁電機“無磁裝配-整體充退磁”方法,突破大尺寸磁極整體充磁和復雜磁路約束下精準原位退磁的技術瓶頸,并在湘潭電機有限公司和中車永濟電機有限公司等多家單位成功應用。該方法在提升永磁電機電氣和機械性能的同時,大幅提高生產效率和生產安全性,降低了生產成本。
據了解,在國家重大科技基礎設施——脈沖強磁場實驗裝置建設過程中,團隊成員在脈沖強磁場設計理論和波形調控方法等方面積累了豐富的經驗,為“無磁裝配-整體充退磁”的研發打下了堅實的基礎,歷經15年取得了開創性的突破。2021年,成果首次應用于湘潭電機有限公司2.5-11MW永磁風力發電機上,時隔兩年,此次成功實現20MW半直驅永磁風力發電機轉子的整體充磁,表明我國已在大型永磁風力發電機高性能制造上處于國際領先水平。
團隊成員丁洪發教授介紹,永磁風力發電機是風力發電的主力機型,其中半直驅機型相比傳統直驅機型具有轉速高、功率大、功率密度高、成本低等優勢,但相較于直驅機型,高功率半直驅機型磁極體積和極面曲率更大,充磁難度更高。為此,團隊創新性的提出主-輔兩級線圈方案及多維加固技術,與過去直驅整體充磁方案相比,雖然半直驅機型磁極面積更大,但采用新技術后飽和充磁的線圈能耗、應力水平和溫升卻更低。
在實現快速充磁的同時,整體充退磁技術還具備低能耗快速退磁能力。團隊成員、國家脈沖強磁場科學中心副研究員呂以亮說,“這套裝備不僅能推動永磁電氣裝備的高效、高性能制造,同時,對于‘退役’永磁風電機組的綠色再制造也將起到極其關鍵的作用。”
國家能源局數據顯示,截至今年6月底,我國風電裝機總容量將達3.89億千瓦,風電裝機容量不斷增加的同時,早期投運的風電機組也將迎來大規模“退役潮”,因此該技術在退役永磁風電機組的綠色再制造方面也具有廣闊應用前景。