永磁同步電機齒槽轉矩抑制方法專利分析

李娟娟 武樹杰 國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 江蘇蘇州 215000

永磁同步電機齒槽轉矩抑制方法專利分析

李娟娟 武樹杰 國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 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展。且永磁同步電動機具有高效率、強功率密度等優點成為研究熱點，然而，齒槽轉矩是永磁電機特有的問題之一。本文主要以德溫特專利數據庫以及中文摘要數據庫中的檢索結果為分析樣本，從專利文獻的視角對降低永磁同步電動機齒槽轉矩的發展進行了全面的統計分析，總結了降低永磁同步電動機齒槽轉矩的國內和國外專利的申請趨勢、主要申請人分布。

永磁同步電動機；齒槽轉矩；專利

0　引言

電機是由機械能與動能轉換的媒介，其實現了能量的轉換，而能量轉換過程中會有損耗，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矩波動，采用對電機結構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構進行改進降低齒槽轉矩，目前結構的改變主要有：定子齒上設置槽口的設置槽口來降低齒槽轉矩（JP特開平3-161325A），轉子的極槽的配合及輔助槽來降低齒槽轉矩（GB2288919B），在轉子上設置柱狀磁極，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矩的削弱技術的整體情況，下文將魚魚全球專利狀況和中國壯麗狀況兩個層面對永磁同步電動機降低齒槽轉矩技術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矩相關技術，在德溫特世界專利索引數據庫和世界專利文摘庫數據庫及中文摘要數據庫中檢索并分析。

1.1全球專利狀況分析

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展，同時其齒槽轉矩問題也逐漸成為熱點問題，其中日本占據了總申請量65%的份額，遠遠超出了其他國家和地區原創申請量的總和，這充分反映了日本在永磁同步電機降低齒槽轉矩技術領域已占有絕對的技術領先優勢，這跟日本對能源的重視以及資金投入、政策扶植有很大關系，全球申請量排名第二、三的國家或地區分別是德國，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矩技術作為一項技術難度較高的技術，除日德美這樣技術與經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構的改進，且其癥狀速度較快，同時定子參數的改變也占較大的比重。

在1991-2000年內，專利申請量較少，這個時期的專利技術主技術內容比較簡單，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矩，而且這一時期每年的專利申請量均比較少，均是個位數的數量。從2000-2008專利申請量分布相較之前大幅度增加，各個技術分支續從2000-2008年之間高速增長，然后又很快的申請量逐漸下降，表明該分支技術已經成熟。國外排名前十的申請人均為企業，集中在日德韓三方，其中，日本占據了七席，且日本的三菱、阿斯莫與電裝及發那科四大產企業占據申請量前五名的四席，足見日本在該領域有明顯的集團領先優勢，另外三席分別歸屬于德國的博世、西門子，韓國的LG。

1.2國內專利狀況分析

國外在永磁同步電機降低齒槽轉矩技術領域在2003年達到高峰，發展成熟，之后申請量呈下降趨勢，并在近年來平穩發展，可知國際上在這一領域的研究熱度已經過去，只剩下該領域的支柱企業在研究，國外來華申請也是隨之從2003年開始上升，而國內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，可知比國外晚發展了4-5年，此外申請量也僅僅占據了很小一部分，不過從趨勢圖可以看出，國內申請在該領域的申請量一直呈上升趨勢，這其中與近年來中國鼓勵發明專利申請的大趨勢有很大關系，另外也能體現國內在這一領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域的第一件專利申請，此后國內申請人的相關專利呈逐漸上升趨勢，其中以國內企業為主， 2001年至2005年期間緩慢增長，在2005年開始迅速上升，國內專利申請總量中國內申請人和國外來華申請人占比，從1995年來，國外來華申請、國內個人申請、國內高校申請和國內企業申請每年的占比，從專利總量上來說，國外來華占據了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域的研究本身呈下降的整體趨勢，在國外該領域已經發展成熟的情況下，除非有新的重大的技術的提出或者國際、國家有新的專利政策或者新的安全法規規定等，否則以后仍會保持緩慢下降的趨勢。

2　結語

本文主要以中文專利摘要數據庫、德溫特世界專利索引數據庫和世界專利文摘庫數據庫收錄的專利為樣本，通過分析了國內外永磁同步電機齒槽轉矩降低技術的專利申請趨勢，以及主要申請人等，并對永磁同步電機齒槽轉矩降低技術分支的技術發展做了進一步分析，總體上來說，對于國內外申請人來說，需要繞過國外專利壁壘，也要增強自身的專利保護意識，同時跳過傳統的降低齒槽轉矩的幾個分支，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系統下的實現，專利審查協作北京中心課題成果，2011.

［2］ 唐任遠，現代永磁電機理論與設計，北京：機械工業出版社，1997.