继2021年开发出兆瓦级直驱风力发电机整体充退磁技术后，我国在风力发电机整体充磁技术上再次实现重大突破。

9月29日，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心工程技术团队，成功实现20MW全球最大单机功率风力发电机转子的整体充磁，成为全球唯一能对兆瓦级永磁风力发电机全系列机型整体充退磁的技术团队，使我国风电绿色制造实现里程碑式高质量发展。

实现20MW半直驱永磁风力发电机转子“整体充磁”

永磁磁极是永磁电机的关键核心部件，由众多磁钢拼装而成，传统“先充磁后组装”的制造技术，因磁钢带有磁性，相互间存在巨大的排斥力，导致磁极组装难度大、装配精度低，电机的电磁和机械性能难以精确控制，且制造过程存在较大的安全隐患。

国家脉冲强磁场科学中心李亮教授团队在国际上首次提出大型永磁电机“无磁装配—整体充磁”方法，实现永磁电气装备无磁力装配和无磁性动平衡校验以及整体原位充磁，在提升永磁电机电气和机械性能的同时，大幅提高生产效率和生产安全性，降低了生产成本。中车永济电机公司总工程师戴碧君评价:“此次成功实现20MW半直驱永磁风力发电机转子的整体充磁，表明我国已在大型永磁风力发电机高性能制造上处于国际领先水平。”

国家脉冲强磁场科学中心主任李亮教授介绍，该中心研发的整体充退磁一体化装备，不仅能推动永磁电气装备的高效、高性能制造，同时，对于“退役”永磁风电机组的绿色再制造也将起到极其关键的作用。在实现快速充磁的同时，整体充退磁技术还具备低能耗快速退磁能力。

根据国家能源局数据显示，截至今年6月底，我国风电装机总容量达3.89亿千瓦，而在风电装机容量不断增加的同时，早期投运的风电机组也将迎来大规模“退役潮”，因此该技术在退役永磁风电机组的绿色再制造方面同样具有广阔应用前景。

据悉，“十一五”国家重大科技基础设施——脉冲强磁场实验装置于2007年获批建设，以李亮教授为首的工程技术团队组建成立。团队勇担建设脉冲强磁场国家重大科技基础设施的使命，立足自主创新，攻克极限工况下磁体结构稳定性设计、磁场波形精确调控和微弱信号精准测量等世界性难题，建成我国唯一、亚洲最大的脉冲强磁场设施，创造64特斯拉脉冲平顶磁场等多项磁场参数世界纪录。该设施有力推动了我国凝聚态物理、材料和生命科学等前沿基础学科研究发展，成为支撑相关领域前沿研究的“国之重器”。

“无磁装配—整体充磁”破解传统工艺缺陷

转子是风力发电机的核心部件，其主要作用是将风能转换为机械能，从而驱动设备发电。永磁风力发电机是风力发电的主力机型，其转子磁极由众多磁钢拼装而成。

传统制造工艺是“先充磁后组装”，但由于磁钢带有磁性，相互间存在巨大排斥力，存在组装难度大、危险高、效率低等问题。而且，传统退磁采用热退磁，需要将数百吨转子加热到300℃以上，并需要保持12小时以上，不仅能耗巨大，而且磁极的报废率达到40%。

华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心教授李亮带领团队历经10余年研究，在国际上首次提出大型永磁电机“无磁装配—整体充磁”方法，破解了传统工艺的缺陷，并于2021年6月研制出中国首台(套)大型永磁电机整体充磁装备，完成2.5兆瓦直驱永磁风力发电机转子的整体充磁。在此基础上，李亮团队继续攻关，最终实现20兆瓦全球最大单机功率风力发电机转子的整体充磁，并在企业得到应用。采用新的退磁技术后，不仅能耗大幅下降，退磁时间也从12小时以上缩短到100毫秒，磁极的报废率下降至1%。

“整体充磁可以让电机设备性能更好、运行更安静。”团队成员、国家脉冲强磁场科学中心教授丁洪发表示，整体充退磁技术可广泛应用于高铁驱动电机、电动汽车、磁悬浮列车、永磁核磁共振成像仪、飞轮储能电机、轮船驱动电机、其他航空航天高速电机上。

此项成果离不开国家重大科技基础设施——脉冲强磁场实验装置的支持。该实验装置可提供强磁场、极低温、高静压等实验环境，是支撑物理、化学、材料和生物医学等多学科领域科学研究的“国之重器”。截至今年8月，该装置已累计开放运行80626小时，支撑中国、美国、英国、德国等国家的125家科研单位开展实验1804项，取得包括发现第三种规律新型量子振荡等系列成果。

“爱出风头”的华中科技大学

华中科技大学在科研前沿一直都非常“爱出风头”，使得学校诸多科学研究从模仿到跟跑再到领跑的跨越式发展，较为引人关注的有：

万有引力G值的测量，从一无所知到近十年领跑全球，依托的是华中科技大学的科研人员几十年如一日的研究，学校的精密重力测量国家重大科技基础设施也成为了我国首批建成的国家大科学中心之一。

强磁场方面，华科大的科研团队也是喜报连连，各项参数屡破世界纪录，成为了我国在强磁场方面的一大门面，依托的国家脉冲强磁场科学中心也成为了让国人骄傲的国家大科学中心，国家在近5年追加21亿元对其进行再升级。

在医疗器械方面，华中科技大学的全数字PET（全称正电子发射断层成像仪，是继超声、CT和核磁共振之后，当今先进医学影像技术之一，是临床早期诊断和指导癌症治疗的最佳手段之一）已经更新到第二代，能够在20秒内完成单个床位的扫描成像，全身扫描仅需80秒，单位床成像效率全球第一。

在工业软件方面，华科大机械学院刘世元教授团队成功研发我国首款完全自主可控的OPC（光学临近校正）软件（OPC是芯片设计工具EDA工业软件的一种，没有这种软件，即使有光刻机，也造不出芯片。”刘世元介绍，在芯片制造中，光刻是最为关键的一种工艺，需要通过光刻成像系统，将设计好的图形转移到硅片上，从而制成芯片），填补了我国在该领域的空白。

还有机械制造、电力电气等方面，总能看到华科大科研人员突破各种前沿科技的消息，为国家攻破一个又一个技术难关。如果国家需要，会毫不犹豫的将那些重大技术奉献出来，比如铸锻铣一体化3D打印数控机床，攻破该技术的是华科大张海鸥团队；该剧书被视为《中国制造 2025》战略必争领域之一，能够提高军工以及航空航天方面产品的精度和成功率，2020年已经被国家列为禁止出口限制出口技术。

当然，华科大在“出风头”方面从不缺席，攻克的前沿科学还有很多，这里就不一一列列举了。个人认为，国家之所以将各种科研平台扎堆的投放到华中科技大学，使得学校成为了我国各种科研平台最为齐全的高校之一，与学校在不断的为国家解决各种卡脖子技术是密不可分的。