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华中科技大学联合研制的国内首台(套)大型永磁电机整体充磁设备研制成功
2021-06-09 10:54
华中科技大学
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  6月9日,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心(简称:强磁场中心)与湘潭电机股份有限公司(简称:湘电股份)联合研制的国内首台(套)大型永磁电机整体充磁成套设备在湘电股份成功完成了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型式试验,所有测试指标均达到产品技术要求,这标志着我国在大型永磁电机整体充磁技术方面取得重大突破,相关技术及装备研制水平位居世界前列。

  永磁风力发电机的转子直径超过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,传统制造过程中通常需对单个磁钢块充磁使其带磁性后再由人工组装到转子表面,带磁性的磁钢拼装难度大,影响磁极组装质量,且操作危险、生产效率低。而使用整体充磁技术后,磁钢可在不带磁性的状态下轻松组装,再采用整体充磁设备对转子永磁磁极进行整体充磁,该技术成功降低了组装难度,同时改善了装配精度,生产效率相比传统制造提高8倍以上,安全性也得到了大幅提升。与国外同类型产品相比,该充磁设备一次即可实现一整个磁极的充磁,而不是分段多次充磁,避免了分段充磁过程中造成的局部退磁,进一步提高了生产效率。

  整体充磁技术由强磁中心主任李亮教授率先提出,是强磁场中心将强磁场技术结合国家重大需求的一个重要应用。在李亮教授的带领下,强磁场中心研发团队由吕以亮、丁洪发、杨宇平等师生组成,湘电股份研发团队由副总经理刘合鸣高级工程师和朱利民、张文革、成函等工程技术人员组成,他们通力合作,打通了整体充磁技术在工程产品上的应用通道。实验现场,湘电股份董事长周健君强调:“这是以问题为导向,切中大型产品制造过程中生产效率低和生产安全风险大的痛点,采用新技术新工艺,精准施策,努力实现科研与应用场景落地的校企合作典范。”

  因高功率密度等优势,永磁电机被广泛应用于风力发电、电动汽车、家用电器、工业驱动与控制等领域,且市场潜力巨大。在风力发电方面,我国现有陆上风电装机容量2.3亿千瓦,2030年将达6.7亿千瓦,海上风力发电的技术可开发潜力超过20亿千瓦,风力发电将为我国2060年前实现碳中和的目标贡献重要力量。电动汽车方面,截至2020年底,全国汽车保有量达2.81亿辆,电动汽车仅有400万辆,占1.4%。而我国《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中指出,到2035年,“纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化”。英国、荷兰等国家以及各大汽车公司也都提出了在2030年左右禁售燃油车的计划。

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