永磁同步电机齿槽转矩抑制方法专利分析

李娟娟 武树杰 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215000

永磁同步电机齿槽转矩抑制方法专利分析

李娟娟 武树杰 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏苏州 215000

随着人们对能源的珍视程度日渐增强，永磁电机得到了快速发展。且永磁同步电动机具有高效率、强功率密度等优点成为研究热点，然而，齿槽转矩是永磁电机特有的问题之一。本文主要以德温特专利数据库以及中文摘要数据库中的检索结果为分析样本，从专利文献的视角对降低永磁同步电动机齿槽转矩的发展进行了全面的统计分析，总结了降低永磁同步电动机齿槽转矩的国内和国外专利的申请趋势、主要申请人分布。

永磁同步电动机；齿槽转矩；专利

0　引言

电机是由机械能与动能转换的媒介，其实现了能量的转换，而能量转换过程中会有损耗，因此，高效能的电机成为人们研究的重点，永磁电机相对于其他电机的效率高使其备受青睐，但齿槽转矩是永磁同步电机研究的重点和难点。为了抑制永磁同步电机齿槽转矩波动，采用对电机结构进行改进成为人们研究的热点。

而通过对永磁同步电机的结构进行改进降低齿槽转矩，目前结构的改变主要有：定子齿上设置槽口的设置槽口来降低齿槽转矩（JP特开平3-161325A），转子的极槽的配合及辅助槽来降低齿槽转矩（GB2288919B），在转子上设置柱状磁极，且磁极为斜磁极与定子辅助槽同时来降低齿槽转矩（JP特开平8-298735A）等。

1　专利状况分析

为充分掌握永磁同步电机齿槽转矩的削弱技术的整体情况，下文将鱼鱼全球专利状况和中国壮丽状况两个层面对永磁同步电动机降低齿槽转矩技术的专利申请整体状况进行分析，截止2015年11月，针对永磁同步电机齿槽转矩相关技术，在德温特世界专利索引数据库和世界专利文摘库数据库及中文摘要数据库中检索并分析。

1.1全球专利状况分析

20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料的问世，永磁同步电机得到了发展，同时其齿槽转矩问题也逐渐成为热点问题，其中日本占据了总申请量65%的份额，远远超出了其他国家和地区原创申请量的总和，这充分反映了日本在永磁同步电机降低齿槽转矩技术领域已占有绝对的技术领先优势，这跟日本对能源的重视以及资金投入、政策扶植有很大关系，全球申请量排名第二、三的国家或地区分别是德国，占总申请量的12%，以及美国，占总申请量的9%，排名第二、三的国家或地区的申请量所占份额与排名第一的日本相比存在巨大差距，这表明永磁同步电机降低齿槽转矩技术作为一项技术难度较高的技术，除日德美这样技术与经济实力较强的国家外，其他国家还未敢轻易染指。整体上看主要研究在永磁体磁极结构的改进，且其症状速度较快，同时定子参数的改变也占较大的比重。

在1991-2000年内，专利申请量较少，这个时期的专利技术主技术内容比较简单，仅仅以不同齿槽的配合及简单的永磁体形状的改变降低齿槽转矩，而且这一时期每年的专利申请量均比较少，均是个位数的数量。从2000-2008专利申请量分布相较之前大幅度增加，各个技术分支续从2000-2008年之间高速增长，然后又很快的申请量逐渐下降，表明该分支技术已经成熟。国外排名前十的申请人均为企业，集中在日德韩三方，其中，日本占据了七席，且日本的三菱、阿斯莫与电装及发那科四大产企业占据申请量前五名的四席，足见日本在该领域有明显的集团领先优势，另外三席分别归属于德国的博世、西门子，韩国的LG。

1.2国内专利状况分析

国外在永磁同步电机降低齿槽转矩技术领域在2003年达到高峰，发展成熟，之后申请量呈下降趋势，并在近年来平稳发展，可知国际上在这一领域的研究热度已经过去，只剩下该领域的支柱企业在研究，国外来华申请也是随之从2003年开始上升，而国内申请人的专利申请量从1999年才开有第一件专利申请，并从2002年开始逐渐增长，可知比国外晚发展了4-5年，此外申请量也仅仅占据了很小一部分，不过从趋势图可以看出，国内申请在该领域的申请量一直呈上升趋势，这其中与近年来中国鼓励发明专利申请的大趋势有很大关系，另外也能体现国内在这一领域的重视程度也在上升，虽然落后了国外一段时间，不过还是有一定的发展空间的。以1998年为界，此前都为国外来华申请， 1998年珠海格力股份有限公司提交了该领域的第一件专利申请，此后国内申请人的相关专利呈逐渐上升趋势，其中以国内企业为主， 2001年至2005年期间缓慢增长，在2005年开始迅速上升，国内专利申请总量中国内申请人和国外来华申请人占比，从1995年来，国外来华申请、国内个人申请、国内高校申请和国内企业申请每年的占比，从专利总量上来说，国外来华占据了30%之多，随着时间的增长国外来华的申请逐渐下降，其中很重要一个原因在于国外在这一领域的研究本身呈下降的整体趋势，在国外该领域已经发展成熟的情况下，除非有新的重大的技术的提出或者国际、国家有新的专利政策或者新的安全法规规定等，否则以后仍会保持缓慢下降的趋势。

2　结语

本文主要以中文专利摘要数据库、德温特世界专利索引数据库和世界专利文摘库数据库收录的专利为样本，通过分析了国内外永磁同步电机齿槽转矩降低技术的专利申请趋势，以及主要申请人等，并对永磁同步电机齿槽转矩降低技术分支的技术发展做了进一步分析，总体上来说，对于国内外申请人来说，需要绕过国外专利壁垒，也要增强自身的专利保护意识，同时跳过传统的降低齿槽转矩的几个分支，可以研究其他的方面来降低。

［1］ 姜伟，赖异，蓝娟，王怡轩，徐淑娴，于志辉，赵梅芳，专利分析工作在S系统下的实现，专利审查协作北京中心课题成果，2011.

［2］ 唐任远，现代永磁电机理论与设计，北京：机械工业出版社，1997.