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国内首台高性价比铈磁体风力发电永磁电机研发成功

“科技兴蒙”行动实施以来,呼和浩特市积极与4+8+N合作主体进行合作对接,联合开展重大关键技术攻关,推动相关科技成果转化,促进我市传统产业和战略性新兴产业提质增效。

作为自治区级和市级风力发电机控制系统研发中心呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司——一家从事风力发电机控制系统研发的企业,曾承担多项科技部、自治区科技厅、市本级及国际合作项目,公司研发团队带头人杨彬从事新能源研究30多年,享受国务院特殊津贴,该公司与中科院、北京航空航天大学、中国农科院有多项合作。2020年“科技兴蒙”行动实施以来,呼和浩特市博洋可再生能源有限责任公司与钢铁研究总院合作,联合开展高性价比铈磁体风力发电永磁电机研制与推广项目。钢铁研究总院稀土永磁团队是我国在稀土永磁材料领域最早也是目前与产业化结合最紧密、研发实力最强的研发团队,具有从基础理论、实验制备到产业化技术和产品应用开发的全链条人才队伍。相关研究成果曾获国家科技进步奖多次,在神舟飞船、舰船驱动、轨道交通等领域成功应用。

传统高性能稀土永磁体消耗了大量含量低、资源紧张的镨、钕、镝、铽,含量高的镧、铈等元素未得到有效利用而大量积压,目前铈价格仅为永磁材料中应用量最大的镨钕金属原料价格的十分之一,原材料成本显著降低。但是当前工艺制备的铈磁体性能较低、成本优势不够明显,无法满足铈磁体在风电领域的应用,高效利用铈磁体,需要有针对性地优化电机设计。双方合作项目针对这一问题,用稀土元素铈(Ce)替代传统永磁材料中的镨(Pr)、钕(Nd)、镝(Dy)、铽(Tb),改良传统工艺,创新性地通过双主项工艺调控技术,开发高性能高丰度铈磁体及新型制备工艺,达到高铈含量铈磁体满足小风力发电领域的应用。

目前,博洋公司与钢铁研究总院联合开展的铈磁体在小风电永磁电机中应用已取得初步成果,已研发出国内首台高性价比铈磁体风力发电永磁电机,应用铈磁体组装的永磁电机比传统钕铁硼在同等转速工况下的功率提高了19%。今后,双方将继续就稀土铈磁体开发、产业化以及铈磁体加工及防腐处理工艺、电机设计制造等联合开展研究,预计2022年底,研发并生产出稀土铈永磁电机500套配套风光互补系统。(王秀云)