开关磁阻电机专利状况分析.docx
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开关磁阻电机专利状况分析
开关磁阻电机专利状况分析
第一章引言
当今社会，各个行业、企业之间存在着激烈的竞争，尤其是在技术研发过程中，首先必须要了解技术目前的整体进展情况，并需要了解公司在整个技术体系中处于什么样的地位，主要的研究进展等等情况，从而可以高屋建瓴的确定研发方向、制定研究计划，为公司的研发工作做好铺垫和准备。
本文通过开关磁阻电机知识产权分析可以了解和掌握开关磁阻电机相关的技术与专利分布，促进我市相关技术领域的企业，提升研发水平、缩短研发周期、减少侵权纠纷，并为我市加快发展开关磁阻电机技术提供参考。
第二章概要
1.技术背景
1.1.开关磁阻电机概念
开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。
跨国电机公司Emerson电气公司还将开关磁阻电机视为其下世纪调速驱动系统的新的技术、经济增长点。
目前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。
1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor,SRM）雏形，这是关于开关磁阻电机最早的研究。
1972年，进一步对带半导体开关的小功率电动机（10w～1kw）进行了研究。
到了1975年有了实质性的进展，并一直发展到可以为50kw的电瓶汽车提供装置。
1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司（SRDLtd.），专门进行SRD系统的研究、开发和设计。
1983年英国（SRDLtd.）首先推出了SRD系列产品，该产品命名为OULTON。
1984年TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。
另外SRDLtd.研制了一种适用于有轨电车的驱动系统，到1986年已运行500km。
该产品的出现，在电气传动界引起不小的反响。
在很多性能指标上达到了出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。
现如今，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从10W到5MW，最大速度高达100,000r/min。
1.2.国内开关磁阻电机发展情况
我国对开关磁阻电动机调速系统的研究与试制起步于20世纪80年代末90年代初，取得了从基础理论到设计制造技术多方面的成果与进展，虽然起步较晚，但起点较高。
由于该电机有别于其他电机的优势和特点，目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，并且由于开关磁阻电机系统产品技术含量高，因此产品利润空间很大。
据相关资料，2010年前后国内开关磁阻电机产品的成本与销售价格大致如下：
3kW系统的电机加控制器的生产成本约3000元，销售价为9000多元；7.5kW系统的电机加控制器的生产成本不超过8000元，报价为5万元。
现在随着生产技术的进步，使得开关磁阻电机产品的成本有所降低，并且越来越多的企业将目标瞄准该行业，产品的价格比2010年应有下滑，但仍然保持着高于行业平均指数的高利润，而且系统功率越大，利润越高。
目前中国主要生产研发开关磁阻电机系统的企业主要有北京中纺锐力机电有限公司、山东科汇电力自动化有限公司、山东德森机电科技股份有限公司、浙江正泰中自控制工程有限公司、江苏华阳电器有限公司、广州斯达开关磁阻调速科技有限公司、深圳市诺瓦电气有限公司等。
2.专利情报检索
1.
2.
2.1.检索范围
中国公开专利。
2.2.检索分类（IPC分类）
G01R测量电变量；测量磁变量
H01R导电连接；一组相互绝缘的电连接元件的结构组合；连接装置；集电器
H02J供电或配电的电路装置或系统；电能存储系统
H02K电机
H02M用于交流和交流之间、交流和直流之间、或直流和直流之间的转换以及用于与电源或类似的供电系统一起使用的设备；直流或交流输入功率至浪涌输出功率的转换；以及它们的控制或调节
H02P电动机、发电机或机电变换器的控制或调节；控制变压器、电抗器或扼流圈
2.3.主要检索词
关键词：
开关磁阻电机开关磁阻电动机开关磁阻发电机SRDSRM电源逆变角位移传感器转子位置检测缺相检测相位检测错相检测转子位置判别缺相判别相位判别错相判别
第三章开关磁阻电机基础分析
通过在中国知识产权出版社专利检索中检索，截至检索日期（2013年6月），我国共公开开关磁阻电机相关专利共计2419件，其中发明专利1596件，实用新型专利823件，外观设计专利0件。
1.发展趋势分析
根据以上统计可以看出，从20世纪90年代开始已有少量开关磁阻电机相关专利的申请，2000年以前平均每年20件左右专利申请，2000年以后，随着开关磁阻电机在电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等领域越来越广泛的应用，专利申请量也逐年增长，从每年几十件增长到100件左右，2006年后有了增长趋势更为明显，11、12年更是达到每年300-400件。
其中电机的控制调节、电性能的测试装置和电故障的探测装置方面专利增长最为突出。
2.技术分析
根据以上统计，开关磁阻电机相关专利技术主要集中在控制、诊断等方面，专利申请最多的是H02P6/00电机控制或调节技术、G01R31/00电性能的测试装置、故障探测装置以及H02K29/00电机换向装置等，具体见附表《开关磁阻电机相关专利技术分布表》
3.申请人分析
1.
2.
2.1.申请人排名统计
根据以上统计，开关磁阻电机相关专利申请主要集中在北京中纺锐力机电有限公司、松下电器产业株式会社、南京航空航天大学、东南大学、中国矿业大学、三菱电机株式会社等单位和企业，申请最多的是北京中纺锐力机电有限公司，占到专利总量18.7%；在这些申请人中有六家企业、4家大学，六家企业中有三家为日本企业，这说明我国开关磁阻电机相关技术研发占据较大比重，企业应加大与大专院校的合作，加快产业化发展，另外日本、韩国企业在华专利布局值得国内企业注意。
2.2.申请人技术分析
根据以上统计，申请的专利主要集中在H02P电机控制或调节方面，这方面北京中纺锐力机电有限公司专利申请最多，但日本的松下电器、三菱电机和韩国的LG在这个技术领域也有相当的专利申请。
另外，北京中纺锐力机电有限公司在H02K传统电机技术、东南大学在G01R测量电变量方面具有一定优势。
第四章重点企业分析
1.北京中纺锐力机电有限公司
北京中纺锐力机电有限公司成立于2004年7月5日，在我国调速电机的研究开发领域占有重要地位。
八十年代中期起，作为我国第一批从事开关磁阻调速电动机（SRD）的研制单位，在该领域始终处于国际先进和国内绝对领先水平，并被科技部授予该项目重点推广计划的技术依托单位。
该公司现有科研生产基地4000平米，并配套了国内第一条SRD控制器专用生产流水线，产能可达到5000套/年，为国内最大。
公司拥有约20套电机测功机和电磁兼容、振动、温湿度、三坐标测量仪等先进的型式试验设备，能满足从事本行业有关科研开发生产项目的需要。
该公司目前拥有三个系列几十个规格的产品，功率范围为2.2～1600KW，提供的产品占国内同类市场的85%以上。
1.
1.1.申请趋势
根据以上统计，北京中纺锐力机电有限公司在2004年以前没有开关磁阻电机相关专利的申请，2005年和2006年开始有部分申请，2007年出现大幅飙升，由于专利公开延迟的原因，2012年以后申请量有所下降，通过对该公司的数据分析，该公司共计专利申请106件，涉及开关磁阻电机相关专利72件，其中发明31件，实用新型41件。
1.2.技术分布
该公司专利主要分布在H02P6/00和H02K29/00，主要是电动机、发电机或机电变换器的控制或调节以及电机具有非机械换向装置方面技术。
涉及技术研发人员（发明人）共21人，主要包括裘锦灼、高超、丁金龙、苏建中、周海亮等。
企业拥有的专利平均有效期为4年。
2.松下电器产业株式会社
公司投资方日本松下电器产业株式会社（以下简称“松下电器”或“集团”），总部设在大阪，是世界上最大的电器集团之一，也是日本机电行业的领先者。
松下电器创建于1918年，经过90多年的发展经营，现已跻身世界十大电器公司的行列。
松下电器积极地进行从基础技术、商品技术到新生产技术等全方位的研究开发、生产制造与经营活动，所营产品的范围涉及家用电器、办公用电器、产业用电器以及社会系统等广泛的领域。
其中洗衣机、电冰箱和空调器等，均属世界名牌产品，在世界家电市场上占有重要地位。
松下电器在全球45个国家和地区中有634家企业，拥有员工近37万人，在美国《财富》杂志公布的2010年度全球企业500强中位居第65位。
1.1.申请趋势
根据以上统计，松下电器产业株式会社在1996开始开关磁阻电机相关专利的申请，2002年达到一个申请高峰，整体以震荡为主。
通过对该公司的数据分析，该公司共计专利申请32565件，涉及开关磁阻电机相关专利53件，其中发明52件，实用新型1件。
1.2.技术分布
该公司专利主要分布在H02P6/00，主要是电动机、发电机或机电变换器的控制或调节方面技术。
涉及技术研发人员（发明人）共89人，主要包括山本泰永、黑岛伸一、松井敬三、森英明、八十原正浩、深水新吾等。
企业拥有的专利平均有效期为8年。
3.南京航空航天大学
南京航空航天大学（简称南航）是中央部属高校，创建于1952年，国家“211工程”建设的全国重点大学，全国7所工信部直属高校之一，国家“985工程优势学科创新平台“高校，也是工业和信息化部、江苏省人民政府、中国民用航空局共建学校，是全国56所设立研究生院的大学之一。
学校作为具有航空、航天、民航特色的高等学府，是我国航空航天民航领域重要的的人才培养和科学研究基地之一。
该大学是国内最早开始SR电机研究的单位之一，近二十年来一直致力于SR电机研究与开发，研制出不同用途的多种不同规格的样机，部分成果已转让给数家工厂生产，在相关行业得到成功应用。
1.1.申请趋势
根据以上统计，南京航空航天大学从2000开始开关磁阻电机相关专利的申请，2008开始增长显著，但从2010年开始有所回落。
通过对该公司的数据分析，该公司共计专利申请3921件，涉及开关磁阻电机相关专利45件，其中发明45件，实用新型0件。
1.2.技术分布
根据以上统计，南京航空航天大学在开关磁阻电机方面的技术研发比较广泛，除了在控制或调节技术、换向技术外还在电机磁路零部件等技术上有一定研究。
涉及技术研发人员（发明人）共68人，主要包括邓智泉、王晓琳、陈小元、蔡骏、彭晶晶等。
企业拥有的专利平均有效期为4年。
第五章成都市开关磁阻电机专利情况分析
检索发现，成都市有关开关磁阻电机的专利技术共16件，其中发明专利6件，实用新型专利12件。
1.发展趋势分析
由于整体数量较少，申请趋势呈现不稳定态势，企业申请相关专利的随机性较强。
2.申请人分析
申请人
专利数量
成都英格瑞德电气有限公司
2
中国科学院光电技术研究所
2
电子科技大学
2
成都伟瓦节能科技有限公司
2
戴祖明
1
徐家声
1
四川筑雅磁性动力科技研究所
1
佟道贵
1
郭树
1
陈玉龙
1
从申请人分布情况看，企业有2家、大学和研究所占3家，另外有5个申请人为自然人。
第六章结论及建议
根据上述对开关磁阻电机的专利情报概览分析，可以得出这样一个基本认识：
随着开关磁阻电机已成功应用于电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域。
国内企业和单位最近几年专利申请增加迅猛，但以松下电器产、三菱电机以及LG在内的外国企业也在此领域进行大量的专利布局。
国内企业要想在开关磁阻电机行业反控制、反垄断，实现开关磁阻电机制造行业由大变强，必须积极实施以自主创新和知识产权保护为核心内容的专利战略，一方面加大与大专院校的合作，另一方面及时主动的对国外企业专利进行分析，通过知识产权的创造、获取和保护来打破发达国家对开关磁阻电机技术的控制和垄断，逐步形成我国开关磁阻电机行业在国际市场中的主动地位、主导地位和优势地位。
另外，本市企业在开关磁阻电机领域专利拥有量较少，如果要发展开关磁阻电机的产品研发和生产，一方面可以与国内优势企业、大专院校进行合作，另一方面在进行产权研发时也应该提前进行专利检索和分析，避免重复研发和侵权。
第七章附录
1.1994年－2013年开关磁阻电机专利申请情况统计表
年份
专利数量
年份
专利数量
1994
13
2004
69
1995
29
2005
116
1996
20
2006
97
1997
19
2007
164
1998
30
2008
202
1999
20
2009
246
2000
38
2010
293
2001
54
2011
343
2002
52
2012
442
2003
75
2013
25
2.开关磁阻电机相关专利技术分布表
技术
专利数量
描述
G01D5/00
143
用于传递传感构件的输出的机械装置；将传感构件的输出变换成不同变量的装置，其中传感构件的形式和特性不限制变换装置；非专用于特定变量的变换器
G01R19/00
138
用于测量电流或电压或者用于指示其存在或符号的装置
G01R25/00
164
测量一个电压与一个电流之间的相位角或者电压之间或电流之间的相位角的装置
G01R29/00
105
不包括在G01R19/00至G01R27/00各组中的电量的测量或指示装置
G01R31/00
292
电性能的测试装置；电故障的探测装置；以所进行的测试在其他位置未提供为特征的电测试装置
H02K1/00
217
电机磁路零部件
H02K29/00
274
电机具有非机械换向装置，如放电管、半导体器件的换向器电动机或发电机
H02M1/00
91
用于交流和交流之间、交流和直流之间、或直流和直流之间的转换以及用于与电源或类似的供电系统一起使用的设备；直流或交流输入功率至浪涌输出功率的转换；以及它们的控制或调节变换装置的零部件
H02M7/00
153
用于交流和交流之间、交流和直流之间、或直流和直流之间的转换以及用于与电源或类似的供电系统一起使用的设备；直流或交流输入功率至浪涌输出功率的转换；以及它们的控制或调节交流功率输入变换为直流功率输出；直流功率输入变换为交流功率输出
H02P6/00
594
电动机、发电机或机电变换器的控制或调节；控制变压器、电抗器或扼流圈，控制同步电动机或具有电子换向器的其他具有机电电动机的装置；
3.开关磁阻电机相关专利申请人排名统计表
申请人
专利数量
北京中纺锐力机电有限公司
72
松下电器产业株式会社
53
南京航空航天大学
45
东南大学
44
中国矿业大学
40
三菱电机株式会社
35
开关磁阻驱动有限公司
28
乐金电子（天津）电器有限公司
25
LG电子株式会社
22
浙江大学
22
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