自耦變壓器專利技術發展綜述

吳彤

摘 要：本文主要以CNABS專利數據庫以及DWPI專利數據庫中的檢索結果為分析樣本，從專利文獻的視角對自耦變壓器技術的發展進行了全面的統計分析，總結了與自耦變壓器相關的國內外專利的申請趨勢、主要申請人分布以及針對其具體的技術分支做了一定的分析。

關鍵詞：自耦；耦合；變壓器；專利分析；技術綜述

本文從專利文獻的視角對自耦變壓器技術的發展進行了全面的統計分析，總結了與自耦變壓器相關的國內外專利的申請趨勢、主要申請人分布以及針對其具體的技術分支做了一定的分析。

1 自耦變壓器專利申請概況

國外自耦變壓器的專利申請在1972年開始萌芽，在1980年之前發展比較緩慢，在19801990年之間處于發展的高峰期，但是過了1990年之后，專利申請量處于一個波動期，原因可能在于在1990年之前，輸配電系統用的自耦變壓器已經發展的較為成熟，此后，國外高校或者公司對于相關技術已經不再大規模進行研究，故在1990年之后專利申請量有一個下降，并且，在1990年之后的專利申請大部分都是有關自耦變壓器在功率變換器中的應用，這就導致了此時自耦變壓器的研究必須依托于變換器這個平臺，因此，此時自耦變壓器的專利處于一個波動期。

國內自耦變壓器的專利申請在1990年才開始萌芽，并且長期處于一個波動期，并在2004年之后才開始迅速發展，而在近幾年，自耦變壓器的專利申請量達到一個高峰，并且保持在高峰處進行波動。

國內外專利申請區別較大的主要原因是：國內外電力工業技術差距較大，而自耦變壓器大部分用于輸配電系統中，因此，國外相關專利的發展發展要遠早于國內，其在19801990年已經達到了專利申請的高峰期；同時，由于近幾年高鐵在國內的興起，而自耦變壓器又可應用于高鐵供電系統中，再結合國內電網快速發展的現狀，因此，近幾年自耦變壓器的專利申請在國內達到了高峰。

自耦變壓器領域的國內專利申請人以中大型企業居多，沒有高校申請，并且申請人比較分散；同時，在前10位申請人中包含多個與鐵路相關的公司，從而說明自耦變壓器在鐵路中的應用已經是現在研究的熱點；此外，由于自耦變壓器大部分應用于電力系統中，屬于大型電力設備，因此，對其進行研究需要巨大的資金投入，從而限制了高校對自耦變壓器的研究，這就是使得在前10位申請人中并未出現高校申請人的原因。

自耦變壓器領域的國外主要專利申請人以中大型企業居多，且以日本企業為主，其中日本東芝公司最具代表性，其在上世紀80年代到90年之間，申請了多篇自耦變壓器的發明專利；除日本之外，前10位申請人中還包括羅馬尼亞、法國等歐洲國家以及美國，其中唯一的高校申請人是羅馬尼亞的一所大學。

關于國外專利申請國別區域分布，日本所占的比重很大，已經超過了一半，其是在該領域原創技術實力最強的國家；而第二申請國為美國，其他國家主要為多個歐洲國家、巴西、印度及韓國。因此，日本和美國是自耦變壓器領域高度關注的競爭市場，是該技術的主要生產和應用國家，具有較好的市場前景。

2 自耦變壓器技術分支分析

自耦變壓器通常為大型電力設備，其在輸電系統中，主要用來連接電壓相近的電力系統，在配電系統中，被用作升壓器，以補償線路的電壓降，而在工廠或實驗室里，也有小型自耦變壓器被用作調壓器或作為異步電動機的補償起動器，或者被用于功率變換器等實現其他功能。

國內自耦變壓器專利的技術分支分布情況中，有關輸配電系統的自耦變壓器占57%，其次為與電機補償啟動和交流調壓器相關的自耦變壓器的專利文獻，而其他分支主要包括功率變換器中自耦變壓器的應用，隔離變壓器、整流變壓器、穩壓器等中有關自耦變壓器的應用，其占到總申請量的12%。因此，國內有關自耦變壓器的研究主要集中在高壓輸配電系統中，其通常為大型電力設備，這也就印證了前述中高校申請人較少的現象。

國內輸配電系統用自耦變壓器中，有關繞組結構的專利申請較多，占到32%；由于近些年高鐵技術的興起，有關鐵路用自耦變壓器的專利申請量逐年增加，其中鐵路供電牽引用自耦變壓器已經占到29%，鐵路濾波用自耦變壓器占到2%；此外，調壓用自耦變壓器也是本領域重要的技術分支，其占到25%，其他相關分支為諧波治理、風力發電、調容以及無功補償。

國外自耦變壓器專利的技術分支分布情況中，有關輸配電系統的自耦變壓器也是占總申請量的大部分，為64%，而電機的補償啟動和交流調壓器僅占18%，其他分支主要為功率變換器用自耦變壓器等占到18%。由此可看出，國內外有關自耦變壓器專利申請的技術分支的總體分布情況比較相似，都是大型自耦變壓器占大多數，中型和小型自耦變壓器占少部分。

國外有關輸配電系統用自耦變壓器的專利申請中，調壓用的自耦變壓器申請同樣占大多數，為59%，有關繞組結構的專利申請占38%，而其他部分，如鐵路供電牽引、無功補償及諧波治理等僅僅占3%，該部分國內外技術分支分布情況差別主要在于鐵路用自耦變壓器，究其原因，可能在于國內近些年高鐵技術的興起，帶動了其周邊產業的興起，這其中就包括高鐵用供電設備及供電系統，國內多家大型變壓器廠商均在該領域投入了大量的研究人員與資金，而國外對高鐵用供電設備及供電系統的研究并非是熱點，因此，國外鐵路用自耦變壓器的專利申請量與國內差別較大。

3 結論

通過對自耦變壓器專利的技術分析，目前對該領域的技術分支和重要申請人以及重要發明等都有了大致的了解，對于這一技術分支的專利發展趨勢有了一定的掌握，從而有利于審查員更好的把握該領域的技術實質，對于以后審查該領域的案件大有裨益。

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