6月9日，華中科技大學(xué)國家脈沖強(qiáng)磁場科學(xué)中心研制的國內(nèi)首臺套大型永磁電機(jī)整體充磁裝備，在湘潭電機(jī)股份有限公司成功完成了2.5MW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體充磁。充磁后的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過了型式試驗(yàn)，所有測試指標(biāo)均達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)要求。
這是我國大型永磁電機(jī)整體充磁技術(shù)的重大突破，相關(guān)技術(shù)及裝備研制水平位居世界前列。
永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可謂是一個龐然大物，直徑超過4.3米，高度達(dá)1.5米，共有84個永磁磁極，每個磁極由20多個磁鋼塊拼裝而成，傳統(tǒng)制造工藝采用已充磁的磁鋼塊，人工拼裝成大的磁極，由于磁鋼塊間存在巨大的排斥力，拼裝難度大，工藝復(fù)雜，操作危險、生產(chǎn)效率低。基于整體后充磁技術(shù)，磁極可由未充磁的磁鋼塊拼裝而成，通過脈沖強(qiáng)磁場裝備對磁極整體充磁，降低了組裝難度，提高了裝配精度，生產(chǎn)效率相比傳統(tǒng)制造工藝提高了8倍以上，安全性也得到了保證。與國外同類型產(chǎn)品分段多次充磁相比，該裝備一次即可實(shí)現(xiàn)整極充磁，避免了分段充磁過程中的局部退磁，技術(shù)更先進(jìn)。
整體充磁技術(shù)由強(qiáng)磁場中心主任李亮教授率先提出，是強(qiáng)磁場技術(shù)面向國家重大需求的一個重要應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)歷時8年，先后克服了異形高場脈沖磁體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高效冷卻等問題，掌握了脈沖磁場下永磁材料的磁化與退磁特性，在國內(nèi)首次完成了百千瓦級高矯頑力高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體充磁，以及某型號電磁設(shè)備大型拼裝磁極的整體充磁。
此次永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)整體充磁系統(tǒng)的研制始于2019年底，期間團(tuán)隊(duì)克服了疫情等多重困難，解決了充磁過程中極間相互干擾、渦流去磁效應(yīng)等問題，研制了高性能的內(nèi)水冷線圈及高重復(fù)頻率的大功率脈沖電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)磁極的高質(zhì)量高效率充磁。
在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場，湘電股份董事長周健君指出:“這是以問題為導(dǎo)向，切中大型產(chǎn)品制造過程中生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)安全風(fēng)險大的痛點(diǎn)，采用新技術(shù)新工藝，精準(zhǔn)施策，努力實(shí)現(xiàn)科研與應(yīng)用場景落地的校企合作典范?！?/p>
國內(nèi)磁學(xué)領(lǐng)域資深專家沈保根院士稱贊：“太漂亮了，這對大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來了重要影響，風(fēng)機(jī)整體充磁將會有大的發(fā)展。”
據(jù)了解，整體充磁技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種類型永磁電機(jī)，因功率密度高等優(yōu)勢，永磁電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、家用電器、工業(yè)驅(qū)動與控制等領(lǐng)域市場潛力巨大。
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