舒紅芳 余雯雯 史永生

摘 要：從專利的角度研究了異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)格局和發(fā)展趨勢(shì)。以英文摘要專利數(shù)據(jù)庫(kù)DWPI以及中國(guó)摘要專利數(shù)據(jù)庫(kù)CNABS中的檢索結(jié)果為分析對(duì)象，從專利文獻(xiàn)的視角對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了與異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)相關(guān)國(guó)內(nèi)外專利技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，分別對(duì)國(guó)外和中國(guó)的主要申請(qǐng)人分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的專利布局進(jìn)行分析，希望對(duì)相關(guān)領(lǐng)域研究人員或者企業(yè)科技管理相關(guān)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：異步電機(jī) 變頻 調(diào)速 專利分布 專利分析

中圖分類號(hào)：M343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（b）-0049-02

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得采用電力電子變流器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，特別是大規(guī)模集成電路、專用集成電路和計(jì)算機(jī)控制的出現(xiàn)，使高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，交直流拖動(dòng)按調(diào)速功能分工的格局終于被打破了[1]。交流調(diào)速性能完全達(dá)到了與直流調(diào)速性能相媲美的程度，而交流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)則轉(zhuǎn)化成為了其調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。于是，交流調(diào)速拖動(dòng)取代直流調(diào)速拖動(dòng)的呼聲日益高漲，交流調(diào)速控制系統(tǒng)已成為當(dāng)前電力拖動(dòng)調(diào)速控制的主要發(fā)展方向。目前，變頻調(diào)速技術(shù)受到交流調(diào)速技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的影響，其研究和應(yīng)用將朝著高性能交流變頻調(diào)速和特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流變頻調(diào)速方向發(fā)展[2]。

該文針對(duì)異步電機(jī)變頻技術(shù)進(jìn)行檢索，以CNABS和DWPI專利數(shù)據(jù)庫(kù)中的檢索結(jié)果為分析基礎(chǔ)，從專利文獻(xiàn)的視角對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)，總結(jié)了異步電機(jī)變頻相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)和國(guó)外專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、申請(qǐng)人分布，探討異步電機(jī)變頻技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，為相關(guān)技術(shù)研究人員的研發(fā)方向和專利戰(zhàn)略提供參考信息，也為相關(guān)企業(yè)科技管理人員對(duì)技術(shù)發(fā)展政策的制定提供參考。

1 異步電機(jī)變頻技術(shù)專利布局分析

該文分別在中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)CNABS和英文摘要數(shù)據(jù)庫(kù)DWPI中對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行檢索，其中CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了1985年以來(lái)中國(guó)所有的專利文摘信息，DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了1948年至今47個(gè)國(guó)家和組織的專利文獻(xiàn)，并人工改寫了摘要等信息。

在這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中采用異步電機(jī)變頻技術(shù)領(lǐng)域通用的關(guān)鍵詞表述，將檢索結(jié)果進(jìn)行人工瀏覽降噪，獲得國(guó)外發(fā)明專利申請(qǐng)345件，中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)761件。

1.1 發(fā)明專利申請(qǐng)年度分析

圖1示出了異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)國(guó)外專利申請(qǐng)趨勢(shì)，大致可以分為三個(gè)時(shí)期，各時(shí)期劃分別以申請(qǐng)量增長(zhǎng)率的變化為標(biāo)準(zhǔn)。

第一時(shí)期為技術(shù)萌芽期（1979年之前）。20世紀(jì)70年代以前，實(shí)用的靜止變頻器沒(méi)有問(wèn)世，交流電機(jī)主要用于拖動(dòng)場(chǎng)合，較少用于調(diào)速。高性能的交流調(diào)速技術(shù)還停留在理論上的期望階段。從圖1中可以看出，在1979年之前，異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)明專利申請(qǐng)量很少。1979至1991年，異步電機(jī)變頻技術(shù)相關(guān)發(fā)明專利申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)，在1983年的時(shí)候達(dá)到頂峰。1983年之后，國(guó)外的申請(qǐng)量總體有所下滑，但是仍然比1979年以前的申請(qǐng)量有較大的增長(zhǎng)。在冷戰(zhàn)的國(guó)際背景下，到1991年，申請(qǐng)量達(dá)到最低值。1991年后，異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)專利申請(qǐng)?jiān)俅沃饾u增多。這一時(shí)期的發(fā)明專利技術(shù)主要集中在采用直接轉(zhuǎn)矩的方式進(jìn)行異步電機(jī)變頻調(diào)速。主要原因?yàn)?985年德國(guó)學(xué)者Depenbrock提出了異步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制理論。從2001年起，關(guān)于異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的專利的申請(qǐng)量處于穩(wěn)定期。在這一時(shí)期，相關(guān)專利主要集中在基于矢量控制理論在變頻調(diào)速技術(shù)中的運(yùn)用以及無(wú)位置傳感器的控制系統(tǒng)的相關(guān)研究方面。

圖2示出了關(guān)于異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)，與國(guó)外專利申請(qǐng)相比較，中國(guó)專利申請(qǐng)大致也可以分為三個(gè)階段，第一階段為萌芽期（1985-2001年），第二階段為發(fā)展期（2002-2007年），第三階段為快速增長(zhǎng)期（2008-2013年）。1985-2001年，中國(guó)專利關(guān)于異步電機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)量很少。而在這一時(shí)期，國(guó)外在異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)過(guò)了兩次發(fā)展期，分別為基于電力電子技術(shù)和集成電路技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的變頻調(diào)速技術(shù)，和以直接轉(zhuǎn)矩控制為基礎(chǔ)的變頻調(diào)速技術(shù)。2002-2007年，中國(guó)的專利申請(qǐng)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且每年的申請(qǐng)量趨于平緩的上升趨勢(shì)。在該階段，中國(guó)申請(qǐng)的申請(qǐng)人主要分布在高校和個(gè)人申請(qǐng)，其中，個(gè)人申請(qǐng)占有很大部分。經(jīng)過(guò)對(duì)這些個(gè)人的百度分析，發(fā)現(xiàn)他們大多是從國(guó)外留學(xué)回來(lái)的教師。從整個(gè)申請(qǐng)量和申請(qǐng)人分布上來(lái)看，一方面當(dāng)時(shí)中國(guó)的專利申請(qǐng)意識(shí)還不強(qiáng)，另一方面反映了在這一階段中國(guó)對(duì)異步電機(jī)變頻技術(shù)的研究還很緩慢，生產(chǎn)應(yīng)用也不足，因此企業(yè)申請(qǐng)量還很少。2008年開始，中國(guó)有關(guān)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的專利申請(qǐng)大量增多，這六年的申請(qǐng)量是前二十年申請(qǐng)總量的近兩倍。

1.2 重要申請(qǐng)人分布情況分析

本節(jié)從國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)重要申請(qǐng)人方面對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)相關(guān)專利做進(jìn)一步分析，主要考慮申請(qǐng)人歷年的申請(qǐng)總量，按照申請(qǐng)總量進(jìn)行排名，取前10名申請(qǐng)人進(jìn)行分析。

圖3示出了國(guó)外專利申請(qǐng)量排名前10名的申請(qǐng)人，分別是：（1）東芝照明技術(shù)株式會(huì)社（日本）；（2）株式會(huì)社日立信息通信工程 （日本）；（3）富士電機(jī)株式會(huì)社（日本）；（4）三菱電機(jī)株式會(huì)社（日本）；（5）西門子公司（德國(guó)）；（6）ABB公司（美國(guó)）；（7）株式會(huì)社明電舍（日本）；（8）通用電氣公司（美國(guó)）；（9）羅伯特·博世有限公司（德國(guó)）；（10）AS MOLD POWER CYBER（蘇聯(lián)）。排在前10名的申請(qǐng)人主要集中在美日德三個(gè)國(guó)家。而前四名均被日本公司占據(jù)。

圖4為中國(guó)專利申請(qǐng)量排名前10名的申請(qǐng)人，分別是：（1）浙江大學(xué)；（2）盧驥；（3）清華大學(xué)；（4）永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司；（5）襄樊宇清電動(dòng)汽車有限公司；（6）沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)；（7）襄樊特種電機(jī)有限公司；（8）華南理工大學(xué)；（9）湘潭電機(jī)股份有限公司；（10）汪槱生。

在中國(guó)關(guān)于異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的申請(qǐng)主要為高校申請(qǐng)和企業(yè)申請(qǐng)。根據(jù)前面的分析可以知道，在異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)外的研究主要集中在1979-2001年。而中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展明顯滯后于國(guó)外，主要是在2007年之后開始快速發(fā)展?？傮w而言，中國(guó)對(duì)于異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域的研究滯后于其他國(guó)家，尤其是日本、美國(guó)、德國(guó)這些變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)國(guó)。

2 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外異步電機(jī)變頻調(diào)速領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(qǐng)的分析，分別從申請(qǐng)的總體情況、申請(qǐng)量年度分析、申請(qǐng)人分布情況以及關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)量的分析可以看出，中國(guó)在異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域研究遲緩，錯(cuò)過(guò)了兩次發(fā)展熱潮，相關(guān)專利申請(qǐng)很少。隨著近年來(lái)人們專利意識(shí)的提高，以及市場(chǎng)對(duì)變頻器需要的增多，有關(guān)異步電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的中國(guó)專利申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于變頻器的要求主要在于其節(jié)能性、產(chǎn)品質(zhì)量的提高、設(shè)備合理化等方面。從技術(shù)角度看，變頻調(diào)速技術(shù)在平滑起動(dòng)、力矩和定位控制、減噪等方面還需要提高，有學(xué)者提出了通用變頻器的研究，相關(guān)專利申請(qǐng)較少，相關(guān)企業(yè)可加大對(duì)這些領(lǐng)域的研究。通過(guò)對(duì)專利申請(qǐng)內(nèi)容的分析可知，中國(guó)專利申請(qǐng)的整體技術(shù)有待提高，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人專利撰寫的能力需要將強(qiáng)。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)專利的布局，提高對(duì)異步電機(jī)變頻調(diào)速相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)和新方法的敏感性，積極研究核心技術(shù)，防止國(guó)外相關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)對(duì)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生制約。同時(shí)，企業(yè)可加強(qiáng)與高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)的合作，利用高校或研究機(jī)構(gòu)在理論研究上的優(yōu)勢(shì)和企業(yè)自身產(chǎn)業(yè)制造的能力，將專利技術(shù)轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)制造上。

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