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我国大型永磁电机整体充磁技术获突破

2021-06-15 10:55:42    中国科学报

大型永磁电机整体充磁装备为永磁风力发电机转子进行整体充磁。 华中科技大学供图

近2020欧洲杯,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心研制的国内首台套大型永磁电机整体充磁装备成功完成了2.5MW直驱永磁风力发电机转子的整体充磁,充磁后的永磁风力发电机通过了型式试验,所有测试指标均达到产品技术要求。这是我国大型永磁电机整体充磁技术的重大突破,相关技术及装备研制水平位居世界前列。

据悉,永磁风力发电机的转子是一个庞然大物,直径超过4.3米,高度达1.5米,共有84个永磁磁极,每个磁极由20多个磁钢块拼装而成。传统制造工艺采用已充磁的磁钢块,人工拼装成大的磁极,由于磁钢块间存在巨大的排斥力,拼装难度大、工艺复杂、操作危险、生产效率低。

整体充磁技术则由于磁极可由未充磁的磁钢块拼装而成,通过脉冲强磁场装备对磁极整体充磁,从而降低了组装难度,提高了装配精度,生产效率相比传统制造工艺提高了8倍以上,安全性也得到了保证。

与国外同类型产品分段多次充磁相比,该装备一次即可实现整极充磁,避免了分段充磁过程中的局部退磁,技术更先进。

整体充磁技术由国家强磁场中心主任李亮率先提出,是强磁场技术面向国家重大需求的一个重要应用。李亮带领科研团队历时8年,先后克服了异形高场脉冲磁体的结构稳定性和高效冷却等问题,掌握了脉冲磁场下永磁材料的磁化与退磁特性,在国内首次完成了百千瓦级高矫顽力高速永磁电机转子的整体充磁,以及某型号电磁设备大型拼装磁极的整体充磁。

此次永磁风力发电机整体充磁系统的研制始于2019年底,其间团队克服了疫情等多重困难,解决了充磁过程中极间相互干扰、涡流去磁效应等问题,实现了永磁风力发电机磁极的高质量高效率充磁。中国科学院院士沈保根评价认为,该系统给大功率风力发电机产业带来了重要影响,风机整体充磁将会有大的发展。(通讯员吕以亮记者陈彬)

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