永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩抑制方法專利分析

李娟娟 武樹(shù)杰 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心 江蘇蘇州 215000

永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩抑制方法專利分析

李娟娟 武樹(shù)杰 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心 江蘇蘇州 215000

隨著人們對(duì)能源的珍視程度日漸增強(qiáng)，永磁電機(jī)得到了快速發(fā)展。且永磁同步電動(dòng)機(jī)具有高效率、強(qiáng)功率密度等優(yōu)點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)，然而，齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電機(jī)特有的問(wèn)題之一。本文主要以德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)以及中文摘要數(shù)據(jù)庫(kù)中的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻(xiàn)的視角對(duì)降低永磁同步電動(dòng)機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的發(fā)展進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了降低永磁同步電動(dòng)機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的國(guó)內(nèi)和國(guó)外專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人分布。

永磁同步電動(dòng)機(jī)；齒槽轉(zhuǎn)矩；專利

0　引言

電機(jī)是由機(jī)械能與動(dòng)能轉(zhuǎn)換的媒介，其實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換，而能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)有損耗，因此，高效能的電機(jī)成為人們研究的重點(diǎn)，永磁電機(jī)相對(duì)于其他電機(jī)的效率高使其備受青睞，但齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁同步電機(jī)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了抑制永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，采用對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)成為人們研究的熱點(diǎn)。

而通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)降低齒槽轉(zhuǎn)矩，目前結(jié)構(gòu)的改變主要有：定子齒上設(shè)置槽口的設(shè)置槽口來(lái)降低齒槽轉(zhuǎn)矩（JP特開(kāi)平3-161325A），轉(zhuǎn)子的極槽的配合及輔助槽來(lái)降低齒槽轉(zhuǎn)矩（GB2288919B），在轉(zhuǎn)子上設(shè)置柱狀磁極，且磁極為斜磁極與定子輔助槽同時(shí)來(lái)降低齒槽轉(zhuǎn)矩（JP特開(kāi)平8-298735A）等。

1　專利狀況分析

為充分掌握永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱技術(shù)的整體情況，下文將魚魚全球?qū)＠麪顩r和中國(guó)壯麗狀況兩個(gè)層面對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)的專利申請(qǐng)整體狀況進(jìn)行分析，截止2015年11月，針對(duì)永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩相關(guān)技術(shù)，在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)及中文摘要數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索并分析。

1.1全球?qū)＠麪顩r分析

20世紀(jì)60年代和80年代，稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料的問(wèn)世，永磁同步電機(jī)得到了發(fā)展，同時(shí)其齒槽轉(zhuǎn)矩問(wèn)題也逐漸成為熱點(diǎn)問(wèn)題，其中日本占據(jù)了總申請(qǐng)量65%的份額，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其他國(guó)家和地區(qū)原創(chuàng)申請(qǐng)量的總和，這充分反映了日本在永磁同步電機(jī)降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)領(lǐng)域已占有絕對(duì)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，這跟日本對(duì)能源的重視以及資金投入、政策扶植有很大關(guān)系，全球申請(qǐng)量排名第二、三的國(guó)家或地區(qū)分別是德國(guó)，占總申請(qǐng)量的12%，以及美國(guó)，占總申請(qǐng)量的9%，排名第二、三的國(guó)家或地區(qū)的申請(qǐng)量所占份額與排名第一的日本相比存在巨大差距，這表明永磁同步電機(jī)降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)作為一項(xiàng)技術(shù)難度較高的技術(shù)，除日德美這樣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的國(guó)家外，其他國(guó)家還未敢輕易染指。整體上看主要研究在永磁體磁極結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，且其癥狀速度較快，同時(shí)定子參數(shù)的改變也占較大的比重。

在1991-2000年內(nèi)，專利申請(qǐng)量較少，這個(gè)時(shí)期的專利技術(shù)主技術(shù)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，僅僅以不同齒槽的配合及簡(jiǎn)單的永磁體形狀的改變降低齒槽轉(zhuǎn)矩，而且這一時(shí)期每年的專利申請(qǐng)量均比較少，均是個(gè)位數(shù)的數(shù)量。從2000-2008專利申請(qǐng)量分布相較之前大幅度增加，各個(gè)技術(shù)分支續(xù)從2000-2008年之間高速增長(zhǎng)，然后又很快的申請(qǐng)量逐漸下降，表明該分支技術(shù)已經(jīng)成熟。國(guó)外排名前十的申請(qǐng)人均為企業(yè)，集中在日德韓三方，其中，日本占據(jù)了七席，且日本的三菱、阿斯莫與電裝及發(fā)那科四大產(chǎn)企業(yè)占據(jù)申請(qǐng)量前五名的四席，足見(jiàn)日本在該領(lǐng)域有明顯的集團(tuán)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，另外三席分別歸屬于德國(guó)的博世、西門子，韓國(guó)的LG。

1.2國(guó)內(nèi)專利狀況分析

國(guó)外在永磁同步電機(jī)降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)領(lǐng)域在2003年達(dá)到高峰，發(fā)展成熟，之后申請(qǐng)量呈下降趨勢(shì)，并在近年來(lái)平穩(wěn)發(fā)展，可知國(guó)際上在這一領(lǐng)域的研究熱度已經(jīng)過(guò)去，只剩下該領(lǐng)域的支柱企業(yè)在研究，國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)也是隨之從2003年開(kāi)始上升，而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量從1999年才開(kāi)有第一件專利申請(qǐng)，并從2002年開(kāi)始逐漸增長(zhǎng)，可知比國(guó)外晚發(fā)展了4-5年，此外申請(qǐng)量也僅僅占據(jù)了很小一部分，不過(guò)從趨勢(shì)圖可以看出，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)?jiān)谠擃I(lǐng)域的申請(qǐng)量一直呈上升趨勢(shì)，這其中與近年來(lái)中國(guó)鼓勵(lì)發(fā)明專利申請(qǐng)的大趨勢(shì)有很大關(guān)系，另外也能體現(xiàn)國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的重視程度也在上升，雖然落后了國(guó)外一段時(shí)間，不過(guò)還是有一定的發(fā)展空間的。以1998年為界，此前都為國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)， 1998年珠海格力股份有限公司提交了該領(lǐng)域的第一件專利申請(qǐng)，此后國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的相關(guān)專利呈逐漸上升趨勢(shì)，其中以國(guó)內(nèi)企業(yè)為主， 2001年至2005年期間緩慢增長(zhǎng)，在2005年開(kāi)始迅速上升，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)總量中國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人和國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)人占比，從1995年來(lái)，國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)、國(guó)內(nèi)個(gè)人申請(qǐng)、國(guó)內(nèi)高校申請(qǐng)和國(guó)內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)每年的占比，從專利總量上來(lái)說(shuō)，國(guó)外來(lái)華占據(jù)了30%之多，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)國(guó)外來(lái)華的申請(qǐng)逐漸下降，其中很重要一個(gè)原因在于國(guó)外在這一領(lǐng)域的研究本身呈下降的整體趨勢(shì)，在國(guó)外該領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展成熟的情況下，除非有新的重大的技術(shù)的提出或者國(guó)際、國(guó)家有新的專利政策或者新的安全法規(guī)規(guī)定等，否則以后仍會(huì)保持緩慢下降的趨勢(shì)。

2　結(jié)語(yǔ)

本文主要以中文專利摘要數(shù)據(jù)庫(kù)、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的專利為樣本，通過(guò)分析了國(guó)內(nèi)外永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩降低技術(shù)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)，以及主要申請(qǐng)人等，并對(duì)永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩降低技術(shù)分支的技術(shù)發(fā)展做了進(jìn)一步分析，總體上來(lái)說(shuō)，對(duì)于國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人來(lái)說(shuō)，需要繞過(guò)國(guó)外專利壁壘，也要增強(qiáng)自身的專利保護(hù)意識(shí)，同時(shí)跳過(guò)傳統(tǒng)的降低齒槽轉(zhuǎn)矩的幾個(gè)分支，可以研究其他的方面來(lái)降低。

［1］ 姜偉，賴異，藍(lán)娟，王怡軒，徐淑嫻，于志輝，趙梅芳，專利分析工作在S系統(tǒng)下的實(shí)現(xiàn)，專利審查協(xié)作北京中心課題成果，2011.

［2］ 唐任遠(yuǎn)，現(xiàn)代永磁電機(jī)理論與設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.