李娟娟 武樹杰 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心 江蘇蘇州 215000

永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩抑制方法專利分析

李娟娟 武樹杰 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心 江蘇蘇州 215000

隨著人們對能源的珍視程度日漸增強，永磁電機得到了快速發(fā)展。且永磁同步電動機具有高效率、強功率密度等優(yōu)點成為研究熱點，然而，齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電機特有的問題之一。本文主要以德溫特專利數(shù)據(jù)庫以及中文摘要數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻的視角對降低永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩的發(fā)展進行了全面的統(tǒng)計分析，總結(jié)了降低永磁同步電動機齒槽轉(zhuǎn)矩的國內(nèi)和國外專利的申請趨勢、主要申請人分布。

永磁同步電動機；齒槽轉(zhuǎn)矩；專利

0　引言

電機是由機械能與動能轉(zhuǎn)換的媒介，其實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換，而能量轉(zhuǎn)換過程中會有損耗，因此，高效能的電機成為人們研究的重點，永磁電機相對于其他電機的效率高使其備受青睞，但齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁同步電機研究的重點和難點。為了抑制永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩波動，采用對電機結(jié)構(gòu)進行改進成為人們研究的熱點。

而通過對永磁同步電機的結(jié)構(gòu)進行改進降低齒槽轉(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)置槽口來降低齒槽轉(zhuǎn)矩（JP特開平3-161325A），轉(zhuǎn)子的極槽的配合及輔助槽來降低齒槽轉(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來降低齒槽轉(zhuǎn)矩（JP特開平8-298735A）等。

1　專利狀況分析

為充分掌握永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱技術(shù)的整體情況，下文將魚魚全球?qū)＠麪顩r和中國壯麗狀況兩個層面對永磁同步電動機降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)的專利申請整體狀況進行分析，截止2015年11月，針對永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩相關(guān)技術(shù)，在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫和世界專利文摘庫數(shù)據(jù)庫及中文摘要數(shù)據(jù)庫中檢索并分析。

1.1全球?qū)＠麪顩r分析

20世紀60年代和80年代，稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料的問世，永磁同步電機得到了發(fā)展，同時其齒槽轉(zhuǎn)矩問題也逐漸成為熱點問題，其中日本占據(jù)了總申請量65%的份額，遠遠超出了其他國家和地區(qū)原創(chuàng)申請量的總和，這充分反映了日本在永磁同步電機降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)領(lǐng)域已占有絕對的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，這跟日本對能源的重視以及資金投入、政策扶植有很大關(guān)系，全球申請量排名第二、三的國家或地區(qū)分別是德國，占總申請量的12%，以及美國，占總申請量的9%，排名第二、三的國家或地區(qū)的申請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降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)作為一項技術(shù)難度較高的技術(shù)，除日德美這樣技術(shù)與經(jīng)濟實力較強的國家外，其他國家還未敢輕易染指。整體上看主要研究在永磁體磁極結(jié)構(gòu)的改進，且其癥狀速度較快，同時定子參數(shù)的改變也占較大的比重。

在1991-2000年內(nèi)，專利申請量較少，這個時期的專利技術(shù)主技術(shù)內(nèi)容比較簡單，僅僅以不同齒槽的配合及簡單的永磁體形狀的改變降低齒槽轉(zhuǎn)矩，而且這一時期每年的專利申請量均比較少，均是個位數(shù)的數(shù)量。從2000-2008專利申請量分布相較之前大幅度增加，各個技術(shù)分支續(xù)從2000-2008年之間高速增長，然后又很快的申請量逐漸下降，表明該分支技術(shù)已經(jīng)成熟。國外排名前十的申請人均為企業(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)申請量前五名的四席，足見日本在該領(lǐng)域有明顯的集團領(lǐng)先優(yōu)勢，另外三席分別歸屬于德國的博世、西門子，韓國的LG。

1.2國內(nèi)專利狀況分析

國外在永磁同步電機降低齒槽轉(zhuǎn)矩技術(shù)領(lǐng)域在2003年達到高峰，發(fā)展成熟，之后申請量呈下降趨勢，并在近年來平穩(wěn)發(fā)展，可知國際上在這一領(lǐng)域的研究熱度已經(jīng)過去，只剩下該領(lǐng)域的支柱企業(yè)在研究，國外來華申請也是隨之從2003年開始上升，而國內(nèi)申請人的專利申請量從1999年才開有第一件專利申請，并從2002年開始逐漸增長，可知比國外晚發(fā)展了4-5年，此外申請量也僅僅占據(jù)了很小一部分，不過從趨勢圖可以看出，國內(nèi)申請在該領(lǐng)域的申請量一直呈上升趨勢，這其中與近年來中國鼓勵發(fā)明專利申請的大趨勢有很大關(guān)系，另外也能體現(xiàn)國內(nèi)在這一領(lǐng)域的重視程度也在上升，雖然落后了國外一段時間，不過還是有一定的發(fā)展空間的。以1998年為界，此前都為國外來華申請， 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，此后國內(nèi)申請人的相關(guān)專利呈逐漸上升趨勢，其中以國內(nèi)企業(yè)為主， 2001年至2005年期間緩慢增長，在2005年開始迅速上升，國內(nèi)專利申請總量中國內(nèi)申請人和國外來華申請人占比，從1995年來，國外來華申請、國內(nèi)個人申請、國內(nèi)高校申請和國內(nèi)企業(yè)申請每年的占比，從專利總量上來說，國外來華占據(jù)了30%之多，隨著時間的增長國外來華的申請逐漸下降，其中很重要一個原因在于國外在這一領(lǐng)域的研究本身呈下降的整體趨勢，在國外該領(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)的提出或者國際、國家有新的專利政策或者新的安全法規(guī)規(guī)定等，否則以后仍會保持緩慢下降的趨勢。

2　結(jié)語

本文主要以中文專利摘要數(shù)據(jù)庫、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫和世界專利文摘庫數(shù)據(jù)庫收錄的專利為樣本，通過分析了國內(nèi)外永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩降低技術(shù)的專利申請趨勢，以及主要申請人等，并對永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩降低技術(shù)分支的技術(shù)發(fā)展做了進一步分析，總體上來說，對于國內(nèi)外申請人來說，需要繞過國外專利壁壘，也要增強自身的專利保護意識，同時跳過傳統(tǒng)的降低齒槽轉(zhuǎn)矩的幾個分支，可以研究其他的方面來降低。

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

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