【ZiDongHua之創(chuàng)新自化成收錄關(guān)鍵詞：華中科技大學(xué) 東方電氣 風(fēng)機(jī) 永磁電機(jī) 礦山電機(jī)】

 

　　華科大首創(chuàng)的這一技術(shù)，再刷新“世界紀(jì)錄”！

 

　　10月31日

 

　　華中科技大學(xué)

 

　　國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心

 

　　工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)

 

　　與東方電氣集團(tuán)

 

　　東方電機(jī)有限公司合作

 

　　成功實(shí)現(xiàn)了26兆瓦全球最大

 

　　單機(jī)功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)

 

　　原位退磁與退磁后的

 

　　再飽和充磁

 

　　這一技術(shù)突破對(duì)于

 

　　大型永磁電機(jī)退役回收后的

 

　　綠色再制造具有重要意義

 

　　這也是團(tuán)隊(duì)繼2023年的成果之后

 

　?。ā度A科大這項(xiàng)技術(shù)，獲廣泛關(guān)注！》）

 

　　在該領(lǐng)域的又一突破

 

　　11月12日，我校黨委宣傳部、新聞中心與國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心聯(lián)合召開新聞發(fā)布會(huì)，對(duì)國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心最新成果——大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)磁裝配-原位整體充退磁一體化技術(shù)及裝備進(jìn)行介紹。

 

 

　　發(fā)布會(huì)上，國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心主任李亮教授介紹了相關(guān)情況并答記者問。他表示，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了十余年攻關(guān)，首創(chuàng)大型永磁電機(jī)“無(wú)磁裝配-整體后充磁”方法，將常規(guī)電機(jī)制造的第一道工序——給單個(gè)永磁體逐塊充磁，變成電機(jī)制造的最后一道工序即后充磁，突破大尺寸磁極整體充磁、復(fù)雜磁路約束下精準(zhǔn)原位退磁及充退磁裝備一體化等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，于2021年6月成功研制國(guó)內(nèi)首套大型永磁電機(jī)整體充磁設(shè)備，2023年9月實(shí)現(xiàn)20兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體充磁，相關(guān)成果已成功應(yīng)用于東方電機(jī)等企業(yè)2.5-20兆瓦全系列永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造，為企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，有助于推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電綠色制造實(shí)現(xiàn)里程碑式高質(zhì)量發(fā)展。相關(guān)技術(shù)是團(tuán)隊(duì)全體成員持續(xù)攻關(guān)、精益求精、團(tuán)結(jié)協(xié)作的創(chuàng)新成果，同時(shí)也是團(tuán)隊(duì)依托脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，積極拓展強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用、賦能新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的成功嘗試。

 

　　東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司風(fēng)電電機(jī)分公司黨總支書記、副總經(jīng)理鄒應(yīng)冬作為合作企業(yè)代表，現(xiàn)場(chǎng)回答了記者提問。他表示，東方電氣擁有20年的風(fēng)電裝備研制經(jīng)驗(yàn)，始終致力于為用戶提供更加先進(jìn)可靠的產(chǎn)品，其海上風(fēng)電市場(chǎng)份額穩(wěn)居行業(yè)頭部，曾獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。作為集團(tuán)風(fēng)電電機(jī)產(chǎn)業(yè)承接企業(yè)，東方電機(jī)高度重視永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制技術(shù)，包括稀土磁材的回收再制造技術(shù)。華中科技大學(xué)國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心擁有一流的科研平臺(tái)和雄厚的科研實(shí)力，李亮教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明了整體充退磁一體化技術(shù)，正是企業(yè)所急需的技術(shù)。雙方合作實(shí)現(xiàn)了26兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原位退磁與再充磁，具有非常重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

 

　　關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)

 

　　你想了解的更多信息

 

　　都在這里——

 

　　光明日?qǐng)?bào)記者：團(tuán)隊(duì)研發(fā)的整體充退磁技術(shù)相比傳統(tǒng)的技術(shù)方案，解決了哪些痛點(diǎn)難點(diǎn)問題？

 

　　國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心主任李亮：永磁電機(jī)的制造、運(yùn)維和退役回收再制造全過(guò)程的不同階段，存在著不同的難點(diǎn)和痛點(diǎn)問題。

 

　　一是制造階段。傳統(tǒng)技術(shù)制造的過(guò)程中，需要先充磁后組裝，永磁磁體間排斥力大，磁體極性要嚴(yán)格區(qū)分，容錯(cuò)率低。且由于制造全程帶磁帶力，因此安全性差，且磁極性能容易受到后續(xù)工序的影響，帶磁動(dòng)平衡校準(zhǔn)難，制造質(zhì)量、效率和性能都不穩(wěn)定。而先無(wú)磁裝配后充磁的技術(shù)則很好地解決了這些問題，除最后一道工序外，制造全程無(wú)磁場(chǎng)力，可以精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，制造效率可提高8-10倍，磁極性能、電機(jī)的機(jī)電性能和人身安全都得到了保證。

 

　　二是運(yùn)維階段。電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)故障失磁、掃堂、堵轉(zhuǎn)和腐蝕等問題，需要退磁拆卸和補(bǔ)充磁。傳統(tǒng)的加熱退磁技術(shù)，整機(jī)退磁需要把100-200噸的電機(jī)轉(zhuǎn)子加熱到300℃，并保溫12個(gè)小時(shí)，這樣將導(dǎo)致能耗大、污染嚴(yán)重，報(bào)廢率極高。而采用我們的交流退磁技術(shù)，只需要不到200毫秒就能實(shí)現(xiàn)整極退磁，且能耗、污染、報(bào)廢率和成本都極低。

 

　　三是回收再制造階段。退磁后的磁極和永磁塊能很方便地拆卸并能再利用、再加工、再制造。經(jīng)過(guò)交流退磁的磁極再充磁至飽和所需的充磁磁場(chǎng)強(qiáng)度比常規(guī)的高出30%，我們的強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)開發(fā)的充退磁一體化裝備具備這個(gè)能力，這是其他技術(shù)無(wú)法企及的，能真正實(shí)現(xiàn)退役風(fēng)機(jī)的綠色再制造。

 

　　科技日?qǐng)?bào)記者：團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)技術(shù)跟國(guó)際同行相比，有什么優(yōu)勢(shì)？

 

　　國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心主任李亮：大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁極體積大、極間距小，利用有限的電流空間在全磁極范圍內(nèi)產(chǎn)生飽和充磁磁場(chǎng)強(qiáng)度要求高，是整體充退磁技術(shù)的主要挑戰(zhàn)，需要強(qiáng)大的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)基礎(chǔ)。國(guó)外頭部企業(yè)如GE和VESTAS等一直以來(lái)也在尋求這方面的技術(shù)突破，但目前只能將大磁極分段充磁，用獨(dú)立的充磁系統(tǒng)先逐段充磁再逐段安裝到位，沒有真正解決先充磁后組裝、制造全程帶磁帶力的痼疾。我們利用在國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)設(shè)施建設(shè)中發(fā)展起來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決了高電流密度脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)的產(chǎn)生、強(qiáng)電磁沖擊下脈沖線圈的多向加固、高重頻快速冷卻等技術(shù)瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了磁極整體原位后充磁，永磁電機(jī)先無(wú)磁高速、容錯(cuò)、高效裝配，最后磁極整體充磁，技術(shù)可以應(yīng)用于永磁電機(jī)生產(chǎn)線。

 

　　湖北日?qǐng)?bào)記者：請(qǐng)問東方電機(jī)有限公司鄒總，剛才李亮教授介紹了整體充退磁技術(shù)對(duì)即將到來(lái)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)大規(guī)模的退役潮具有重要作用，對(duì)此您有什么看法？

 

　　東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司風(fēng)電電機(jī)分公司黨總支書記、副總經(jīng)理鄒應(yīng)冬：風(fēng)電行業(yè)一般按陸上機(jī)組20年壽命進(jìn)行設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)在2025年，我國(guó)將會(huì)迎來(lái)風(fēng)機(jī)退役高峰期。中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)（CWEA）的數(shù)據(jù)顯示，到2030年，累計(jì)有4473萬(wàn)千瓦風(fēng)機(jī)進(jìn)入退役期。而2010年至今，風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量大幅攀升，僅2023年一年的新增裝機(jī)就接近8000萬(wàn)千瓦。因此，未來(lái)將會(huì)有巨量的退役風(fēng)電機(jī)組。而這其中，大量機(jī)組為永磁發(fā)電機(jī)。

 

　　面對(duì)如此巨大的退役潮，2023年國(guó)家發(fā)改委等部門出臺(tái)政策，鼓勵(lì)開展退役風(fēng)電設(shè)備精細(xì)化拆解和高水平再生利用，重點(diǎn)聚焦發(fā)電機(jī)等部件。政府高度重視稀土材料回收，出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)高效、節(jié)能、低污染、規(guī)?；脑偕厥张c綜合利用。

 

　　像李亮教授剛才提到的，傳統(tǒng)的風(fēng)電磁鋼回收采用物理粉碎、化學(xué)處理等方案，效率低、能耗高、經(jīng)濟(jì)效益差，且造成環(huán)境污染，因此，急需創(chuàng)新的技術(shù)和工藝，解決行業(yè)困難。

 

　　東方電氣作為大型發(fā)電裝備研制中央企業(yè)，擁有20年的風(fēng)電裝備研制經(jīng)驗(yàn)，始終致力于為用戶提供更加先進(jìn)可靠的產(chǎn)品。企業(yè)海上風(fēng)電市場(chǎng)份額穩(wěn)居行業(yè)頭部，曾獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。東方電氣發(fā)電裝備產(chǎn)量全球領(lǐng)先，將風(fēng)電作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展，主要采用永磁技術(shù)路線。因此，我們東方電機(jī)作為集團(tuán)風(fēng)電電機(jī)產(chǎn)業(yè)承接企業(yè)，高度重視永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制技術(shù)，包括稀土磁材的回收再制造技術(shù)。

 

　　華中科技大學(xué)國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心擁有一流的科研平臺(tái)和雄厚的科研實(shí)力，李亮教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明了整體充退磁一體化技術(shù)，正是我們所急需的技術(shù)。我們合作實(shí)現(xiàn)了26兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原位退磁與再充磁，具有非常重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

 

　　應(yīng)用整體充退磁一體化技術(shù)，磁鋼退磁、完整拆解、精準(zhǔn)加工、重新充磁賦能或者梯次再利用過(guò)程將變得非常高效、安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)，這是其他技術(shù)方法完全無(wú)法企及的，是解決永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)大規(guī)模退役綠色再制造困難的絕佳方案，不僅為企業(yè)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力提供了有力支撐，對(duì)助推整個(gè)風(fēng)電行業(yè)綠色制造高質(zhì)量發(fā)展都具有非常重要的意義。

 

　　中國(guó)新聞社記者：除了在風(fēng)機(jī)方面的應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)的整體充退磁技術(shù)還能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

 

　　國(guó)家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心主任李亮：除了風(fēng)機(jī)方面，整體充退磁技術(shù)可以應(yīng)用在幾乎所有的永磁電氣裝備的制造、運(yùn)維和回收再制造方面，如高速永磁電機(jī)、礦山電機(jī)、磁共振成像等方面。以高速電機(jī)為例，由于轉(zhuǎn)子離心力大，需要熱套一個(gè)高強(qiáng)度的不銹鋼套筒來(lái)加固，充磁后的磁體性能容易受熱套高溫影響而降低，而先組裝熱套、后充磁就可以完美地解決這個(gè)問題。

 

　　整體充退磁技術(shù)不只是一個(gè)先進(jìn)的工藝，也是一個(gè)新技術(shù)，傳統(tǒng)技術(shù)下磁塊和磁極無(wú)法再加工，磁極形狀和氣隙磁場(chǎng)位形無(wú)法調(diào)節(jié)，嚴(yán)重制約了裝備的電磁性能。簡(jiǎn)單形狀的永磁磁極只能用磁極表面的鐵或鐵芯的形狀調(diào)節(jié)來(lái)獲得精準(zhǔn)的磁場(chǎng)位形，但這又會(huì)帶來(lái)鐵耗和溫升，進(jìn)而引起磁場(chǎng)的穩(wěn)定度和均勻度的變化。先無(wú)磁裝配后充磁，使磁塊和磁極在無(wú)磁狀態(tài)下能夠被加工成任意形狀，直接獲得精準(zhǔn)的磁場(chǎng)位形，表面沒有鐵，沒有鐵耗和溫升，重量大大降低，提高了性能降低了成本。

 

　　總而言之，這種原位整體充退磁技術(shù)為永磁電氣裝備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維、回收和綠色再制造提供了全新的技術(shù)途徑。

 

　　為矢志創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的

 

　　華科大團(tuán)隊(duì)點(diǎn)贊！

 

　　華中科技大學(xué)（ihuster）

 

　　來(lái)源/華科大新聞中心