直線感應(yīng)電機(jī)專利技術(shù)綜述

夏兵秀

【摘要】 直線感應(yīng)電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。由于采用了“零傳動(dòng)”，相較傳統(tǒng)傳動(dòng)方式有明顯的優(yōu)勢(shì)， 由于高速軌道、精密機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)對(duì)電機(jī)動(dòng)力和精度的需求使直線感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來(lái)，直線感應(yīng)電機(jī)的研究重新成為熱點(diǎn)領(lǐng)域。本文主要以DWPI專利數(shù)據(jù)庫(kù)以及CNTXT數(shù)據(jù)庫(kù)中的檢索結(jié)果為分析樣本，從專利文獻(xiàn)的視角對(duì)直線感應(yīng)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了與直線感應(yīng)電機(jī)相關(guān)的國(guó)內(nèi)外專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、主要申請(qǐng)人分布以及針對(duì)常見的、具體的直線感應(yīng)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展路線做了一定的分析，并從中得到一定的規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】 直線感應(yīng)電機(jī) 專利申請(qǐng) 發(fā)展路線

一、中國(guó)專利申請(qǐng)分析

1.1中國(guó)歷年專利申請(qǐng)量

圖13為中國(guó)每隔五年直線感應(yīng)電機(jī)的專利申請(qǐng)量，從上圖可以看出申請(qǐng)量總體趨勢(shì)是上升的，特別是2010年以后專利申請(qǐng)量幾乎為前25年申請(qǐng)量的總和。究其原因，主要得益于“十二五”國(guó)家大力支持高端裝備制造業(yè)以及軌道交通的發(fā)展。而直線感應(yīng)電機(jī)被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中和交通運(yùn)輸中列車驅(qū)動(dòng)，采用電磁力懸浮車體、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸、不帶燃料的高速運(yùn)行，無(wú)脫軌危險(xiǎn)和很強(qiáng)的爬坡能力等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前這一領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)較為活躍。

1.2中國(guó)專利重要申請(qǐng)人分析

從圖2中可以看出，排名前三的申請(qǐng)人東南大學(xué)、江蘇大學(xué)和浙江大學(xué)均為國(guó)內(nèi)高校，排名前十的申請(qǐng)人高校或科研院所占了6位，其他分別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院電工所、山東大學(xué)，這反應(yīng)了在這一領(lǐng)域高校研究貢獻(xiàn)突出，高校科研對(duì)我國(guó)在這一領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要作用，但是就其申請(qǐng)的主題來(lái)看，其更多偏向于實(shí)驗(yàn)層面，這也凸顯在直線感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域我國(guó)實(shí)際應(yīng)用能力不足；進(jìn)入前十的國(guó)外申請(qǐng)人奧蒂斯電梯、三菱電機(jī)株式會(huì)社、株式會(huì)社日立制造所均是在電機(jī)行業(yè)活躍或者在其所屬行業(yè)有著突出優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，從其引證與被引證信息也可以看到，這幾家公司擁有較為核心的專利技術(shù)，未來(lái)可能在整個(gè)行業(yè)發(fā)揮更大的作用。唯一排名前十的國(guó)內(nèi)企業(yè)是上海南洋電機(jī)有限公司，該公司是上海電氣集團(tuán)與瑞典瑞華公司共同投資新建的合資企業(yè)，通過(guò)對(duì)其申請(qǐng)的專利進(jìn)行分析，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)并不突出，專利申請(qǐng)大都集中在電機(jī)外圍的改進(jìn)。

二、國(guó)外專利申請(qǐng)分析

2.1國(guó)外專利重要申請(qǐng)人分析

從圖3中可以看出，排名前十的申請(qǐng)人有7位是日本申請(qǐng)人，分別為：日立株式會(huì)社、東芝公司、三菱電機(jī)公司、奧蒂斯電梯、神鋼電機(jī)株式會(huì)社、明電株式會(huì)社、富士通公司，也凸顯了日本在直線感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域的突出優(yōu)勢(shì)。上述企業(yè)其專利申請(qǐng)集中在精密機(jī)床制造領(lǐng)域，特別是涉及芯片和大規(guī)模集成電路的制造，這也與日本在這些領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)。專利申請(qǐng)的技術(shù)主題集中在提高動(dòng)態(tài)性能和剛度，減少端部效應(yīng)、齒槽效應(yīng)等所造成的推力波動(dòng)，通過(guò)磁路設(shè)計(jì)達(dá)到推力和推力波動(dòng)的要求，提高速度和加速度以適應(yīng)高速和超高速切削的要求，除電機(jī)主體外，在防塵、防切屑、冷卻、防磁和安全保護(hù)、易于安裝和調(diào)整等方面進(jìn)行研究，也是的直線感應(yīng)電機(jī)技術(shù)專利申請(qǐng)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

2.2各國(guó)專利申請(qǐng)量分析

從圖4可以看出，直線感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域各國(guó)專利申請(qǐng)量中日本和美國(guó)較多，這也反應(yīng)了這兩個(gè)國(guó)家在直線感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用的相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。20世紀(jì)80年代開始在日本、美國(guó)等國(guó)家直線感應(yīng)電機(jī)被應(yīng)用于城軌交通，這方面現(xiàn)在發(fā)展很快，特別在日本和中國(guó)專利申請(qǐng)量較多，其技術(shù)主要體現(xiàn)在降低車體高度，降低成本，增強(qiáng)爬坡能力，節(jié)能、噪音低等方面。

三、直線感應(yīng)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)直線感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域的專利分析，未來(lái)在新的需求和新材料新技術(shù)的推動(dòng)下， 直線感應(yīng)電機(jī)將獲得較大發(fā)展。目前我國(guó)在直線感應(yīng)電機(jī)領(lǐng)域擁有核心專利數(shù)量較少，技術(shù)不突出，其應(yīng)用領(lǐng)域也多靠外國(guó)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，并將各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 葉云岳. 直線電機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展與應(yīng)用綜述 [J].電氣技術(shù)發(fā)展綜述，2004年

[2] 唐任遠(yuǎn). 中國(guó)電氣工程大典 第9卷 電機(jī)工程 [M]，中國(guó)電力出版社，2008年