多相无刷直流电机及其驱动方法-复审决定


发明创造名称:多相无刷直流电机及其驱动方法
外观设计名称:
决定号:180306
决定日:2019-05-31
委内编号:1F258668
优先权日:
申请(专利)号:201510872243.9
申请日:2015-12-02
复审请求人:刘振韬
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:霍艳
合议组组长:徐珍霞
参审员:谢寅黎
国际分类号:H02P7/29
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征属于本领域的公知常识,在该对比文件的基础上结合公知常识得出该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的,则该权利要求所要求保护的技术方案不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510872243.9,名称为“多相无刷直流电机及其驱动方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为刘振韬。本申请的申请日为2015年12月02日,公开日为2016年02月17日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年05月04日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2015年12月02日提交的说明书第1-36段、说明书附图图1-6、说明书摘要、摘要附图;2017年10月13日提交的权利要求第1-8项。
驳回的主要理由是:三项独立权利要求1、5、8与对比文件1(CN104270062A,公开日为2015年01月07日)的区别技术特征均为:(1)本申请为无刷直流电机;(2)逆变器采用单级调制方式。对于区别技术特征(1),将对比文件1公开的驱动方法用于无刷直流电机是容易想到的,区别技术特征(2)属于本领域的公知常识,因此权利要求1、5、8不具备创造性。权利要求1的从属权利要求2-4的附加技术特征或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识,权利要求2-4不具备创造性。权利要求5的从属权利要求6和7的附加技术特征或属于本领域的公知常识,或被对比文件1公开,权利要求6-7不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种多相无刷直流电机,包括:
电机本体及其驱动模块,所述驱动模块包括多个相线圈绕组(1),每个相线圈绕组(1)具有两端;
该驱动模块还包括:
数字控制器,所述数字控制器具有多个输出端;
多个H桥单级逆变器,每个H桥单级逆变器表示所述电机的多相中的每个相;
其中,所述控制器的一个或多个所述输出端被布置成分别与所述H桥单级逆变器的相应的控制脚电连接,所述控制器的输出信号为脉宽调制的正弦波,所述脉宽调制的正弦波适用于分别驱动对应的所述H桥单级逆变器;
其中,每个脉宽调制的正弦波信号的频率与幅度相同;
其中,每个H桥单级逆变器还包括两个输出端,所述输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被独立地布置而且没有公共的连接点;
其中,各个所述相线圈绕组之间是相互独立的;每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的。
2. 根据权利要求1所述多相无刷直流电机,其特征在于,所述相线圈绕组包括以下的至少一个:2组相线圈绕组、3组相线圈绕组、或2或3的任意倍数的相线圈绕组。
3. 根据权利要求1所述多相无刷直流电机,其特征在于,所述控制器是现场可编程门阵列(FPGA)控制器。
4. 根据权利要求3所述多相无刷直流电机,其特征在于,所述现场可编程门阵列控制器包括模拟或数字电路单元。
5. 一种多相无刷直流电机的驱动方法,所述多相无刷直流电机包括数字控制器和多个H桥单级逆变器,每个H桥单级逆变器包括两个输出端,所述输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被并行地布置而没有公共的连接点;每个 H桥单级逆变器表示所述电机的多相中的每个相;所述方法包括以下步骤:
控制器输出频率与幅度相同的脉宽调制的正弦波来分别驱动每个相的H桥单级逆变器;每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的;
每个相的H桥单级逆变器向各自对应电连接的独立相线圈绕组(1)输出对应相位的正弦波驱动电压或正弦波驱动电流。
6. 根据权利要求5所述多相无刷直流电机的驱动方法,其特征在于,每个相的H桥单级逆变器都工作在单级模式。
7. 根据权利要求5所述多相无刷直流电机的驱动方法,其特征在于,所述相线圈绕组包括以下的至少一个:2组相线圈绕组、3组相线圈绕组、或2或3的任意倍数的相线圈绕组。
8. 一种三相无刷直流电机,包括:
电机本体及其驱动模块,所述驱动模块包括三个相线圈绕组(1),每个相线圈绕组(1)具有两端;
所述驱动模块还包括:
数字控制器,所述数字控制器具有多个输出端;
三个H桥单级逆变器,每个H桥单级逆变器表示所述电机的三相中的每个相;
其中,所述控制器的一个或多个所述输出端被布置成分别与所述H桥单级逆变器的相应的控制脚电连接,所述控制器的输出信号为脉宽调制的正弦波,所述脉宽调制的正弦波适用于分别驱动对应的所述H桥单级逆变器;
其中,每个脉宽调制的正弦波信号的频率与幅度相同;
其中,每个H桥单级逆变器还包括两个输出端,所述输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被独立地布置而且没有公共的连接点;
其中,各个所述相线圈绕组之间是相互独立的;每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年08月17日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书(共计8项权利要求),修改在于:在权利要求3中增加技术特征“所述现场可编程门阵列以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制正弦波以驱动相线圈绕组”,以及在权利要求5 中增加技术特征“其中,所述控制器包括通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波”,在权利要求8中增加技术特征“其中,所述控制器包括以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波的现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件”。复审请求人认为:(1)本申请是无刷直流电动机,对比文件1是感应电动机,二者的机械结构和驱动原理大大不同,本领域的普通技术人员在没有付出创造性的劳动下,不会贸然将感应电机的驱动系统用于无刷直流电机。(2)本申请以纯正弦波驱动多个没有公共连接点的线圈绕组,更有效地降低线圈绕组功耗和嗡嗡噪音。而对比文件1以“使得系统零序电压仅含有高频分量”,与减低总谐波失真的方向相背道而驰。(3)本申请独立权利要求5和8具有通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波,有效地以简单硬件高速地实现脉宽调制纯正弦波驱动相线圈绕组。
复审请求时新修改的权利要求3、5、8如下:
“3. 根据权利要求l所述多相无刷直流电机,其特征在于,所述控制器是现场可编程门阵列(FPGA)控制器;所述现场可编程门阵列以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制正弦波以驱动相线圈绕组。”
“5. 一种多相无刷直流电机的驱动方法,所述多相无刷直流电机包括数字控制器和多个H桥单级逆变器,每个H桥单级逆变器包括两个输出端,所述输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被并行地布置而没有公共的连接点;每个H桥单级逆变器表示所述电机的多相中的每个相;所述方法包括以下步骤:
控制器输出频率与幅度相同的脉宽调制的正弦波来分别驱动每个相的H桥单级逆变器;每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的;
每个相的H桥单级逆变器向各自对应电连接的独立相线圈绕组(1)输出对应相位的正弦波驱动电压或正弦波驱动电流;
其中,所述控制器包括通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波。”
“8. 一种三相无刷直流电机,包括:
电机本体及其驱动模块,所述驱动模块包括三个相线圈绕组(1),每个相线圈绕组(1)具有两端;
所述驱动模块还包括:
数字控制器,所述数字控制器具有多个输出端;
三个H桥单级逆变器, 每个H桥单级逆变器表示所述电机的兰相中的每个相;
其中,所述控制器的一个或多个所述输出端被布置成分别与所述H桥单级逆变器的相应的控制脚电连接,所述控制器的输出信号为脉宽调制的正弦波,所述脉宽调制的正弦波适用于分别驱动对应的所述H桥单级逆变器;
其中,每个脉宽调制的正弦波信号的频率与幅度相同;
其中,每个H桥单级逆变器还包括两个输出端,所述输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被独立地布置而且没有公共的连接点;
其中,各个所述相线圈绕组之间是相互独立的;每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的;
其中,所述控制器包括以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波的现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年08月29日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:第一,对比文件1公开了一种感应电机,其线圈绕组独立布置,且线圈之间没有公共的连接点(具体参见附图1中电机线圈绕组a、b、c的具体结构);其次,本申请是通过平滑的正弦波驱动(而非电机的类型)来实现降噪和效率提升的,而绕组独立的布置也是通过减小绕组间的影响以提高驱动的正弦度,基于这点,对比文件1和本申请是一致的,因而,本领域技术人员将对比文件1公开的驱动系统用于无刷直流电机是容易想到和实现的。第二,首先,对比文件1说明书第11段记载的“使得系统零序电压仅含有高频分量”,即不存在低频分量,与本申请说明书第29段记载的“使电机相线圈绕组1具有最小电力谐波”是一致的,都是减小谐波。其次,“使得系统零序电压仅含有高频分量”,即不含有基频分量和低频分量,以抑制系统零序电流,提高系统的对称性;且对比文件1采用正弦波驱动,也就是用于提高正弦波的质量,降低失真,其与本申请的目的是一致的。第三,对于新加入的技术特征,在电机控制系统中,采用FPGA以坐标旋转数字计算方法实现正弦波调制,是所属技术领域的一种惯用手段,属于本领域公知常识。因此,复审申请人的意见陈述不具备说服力,不能被接受。因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月15日向复审请求人发出复审通知书,引用驳回决定所引用的对比文件1作为最接近的现有技术,同时还引入三篇公知常识性证据(公知常识性证据1:《电机及电力拖动》,卢恩贵主编,清华大学出版社;公知常识性证据2:《学科发展蓝皮书 2005卷》,中国科学技术协会和国家自然科学基金委员会编,中国科学技术出版社;公知常识性证据3:《机电传动与控制》 第三版,程宪平主编,华中科技大学出版社),复审通知书指出:权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:独立权利要求1是无刷直流电机和单级逆变器。上述区别技术特征属于本领域的公知常识,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-4的附加技术特征或被对比文件1公开,或是本领域的惯用手段,权利要求2-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求5与对比文件1的区别技术特征为:(1)本申请为无刷直流电机和单级逆变器;(2)所述控制器包括通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波。上述区别技术特征(1)和(2)属于本领域的公知常识,权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求6和7的附加技术特征或被对比文件1公开,或是本领域的惯用手段,权利要求6和7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求8请求保护一种三相无刷直流电机,其对应权利要求1请求保护的一种多相无刷直流电机具有三相线圈绕组构成三相电机的情况,其与对比文件1的区别还包括所述控制器包括以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波的现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件。该区别技术特征属于本领域的公知常识。因此,权利要求8不具备创造性。针对复审请求人陈述的意见,合议组认为:(1)对比文件1公开的感应电机,其三相绕组中性点被拆分,三相绕组分别由3个H桥单相逆变器供电,且采用基于三相对称正弦调制波的PWM控制驱动原理,即对比文件1公开了本申请无刷直流电机的定子绕组的机械结构和PWM控制的驱动原理,并且感应电机的驱动控制模块可用于无刷直流电机的驱动控制也是公知常识,因而将对比文件1中的感应电机的驱动系统用于无刷直流电机对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,且技术效果可以预期。(2)依据对比文件1说明书第11和12段记载的内容,可见对比文件1中抑制系统零序电流也就是抑制系统谐波电流,这与本申请减低总谐波失真的方向一致。(3)坐标旋转数字计算方法(CORDIC)是用于计算三角函数的公知算法,通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件构成电机驱动控制器以坐标旋转数字计算方法产生正弦波,用于实现脉宽调制纯正弦波,是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识。
复审请求人于 2019年04月29日提交了意见陈述书,但未修改申请文件。复审请求人认为:(1)公知常识性证据1第74页披露并非是“感应电机的驱动控制模块可用于无刷直流电机的驱动控制模块”。由于无刷直流电动机与感应电动机的结构和驱动原理具有很多不同之处,本领域的技术人员不会基于无刷直流电动机与感应电动机的定子结构相同就贸然将感应电机的驱动控制模块用于无刷直流电机的驱动控制。(2)本申请权利要求1的方案与本申请的申请日之前最接近本申请权利要求1方案的多相无刷直流电机的现有技术驱动方案具有以下区别:a)各个所述相线圈绕组之间是相互独立的;b)所述控制器的输出信号为脉宽调制的正弦波。本申请权利要求1的方案相比最接近的现有技术方案具有相当益处,例如减低功耗和可听见的噪音。(3)对比文件1中使得系统零序电压仅含有高频分量,正与本申请技术方案减低总谐波失真的方向相背道而驰,尤其是本申请权利要求5和8的“纯正弦波”是应没有或只有甚低的高频分量谐波。(4)具有通过现场可编程门阵列(FPGA)或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波或相等的特征以驱动相线圈绕组或相等特征的技术方案具有额外创造性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年04月29日答复复审通知书时未提交任何修改文本。因此,本复审请求审查决定所针对的文本与复审通知书所针对的审查文本相同,即:申请日2015年12月02日提交的说明书第1-36段、说明书附图图1-6、说明书摘要、摘要附图,2018年08月17日提出复审请求时提交的权利要求第1-8项。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,该区别技术特征属于本领域的公知常识,在该对比文件的基础上结合公知常识得出该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的,则该权利要求所要求保护的技术方案不具备创造性。
本复审请求审查决定中引用的对比文件与复审通知书和驳回决定中引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN104270062A,公开日为2015年01月07日。
本复审请求审查决定中引入以下三篇公知常识性证据,即:
公知常识性证据1:《电机及电力拖动》,卢恩贵主编,清华大学出版社,ISBN号:978-7-302-26004-2,2011年09月第1版,2011年09月第1次印刷,第74页;
公知常识性证据2:《学科发展蓝皮书 2005卷》,中国科学技术协会和国家自然科学基金委员会编,中国科学技术出版社,2006年03月,ISBN号:7-5046-4308-4,2006年03月第1版,2006年03月第1次印刷,第841页;
公知常识性证据3:《机电传动与控制》 第三版,程宪平主编,华中科技大学出版社,2010年09月,ISBN号:978-7-5609-6068-5,2010年09月第3版第14次印刷,第267-270页。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种多相无刷直流电机。对比文件1公开了一种开放式绕组感应电机3H桥驱动系统,并具体披露了以下技术特征(参见说明书第2-39段,图1-5):三相开放式绕组感应电机,包括:电机本体及其驱动模块,驱动模块包括三个相线圈绕组,A相线圈绕组、B相线圈绕组和C相线圈绕组,每个相线圈绕组具有两端;该驱动模块还包括:V/F控制器7、双极性SPWM调制8和隔离与驱动单元9,双极性SPWM调制8对3H桥逆变器的控制由DSP数字实现,即V/F控制器7、双极性SPWM调制8和隔离与驱动单元9三者一起组成数字控制器,数字控制器具有多个输出端;三个H桥单相逆变器组成的3H桥逆变器,每个H桥逆变器表示电机的三相中的每个相;其中,数字控制器的一个或多个输出端被布置成分别与H桥逆变器的相应的控制脚电连接,V/F控制器7输出三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr给双极性SPWM调制8,双极性SPWM调制8将输入的三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr与三角载波信号比较后产生6路开关信号,再经隔离与驱动单元9输出12路驱动信号给A相H桥逆变器3、B相H桥逆变器4和C相H桥逆变器5(即本申请的数字控制器的输出信号为脉宽调制的正弦波,脉宽调制的正弦波适用于分别驱动对应的H桥逆变器);其中,每个脉宽调制的正弦波信号的频率与幅度相同;其中,每个H桥逆变器还包括两个输出端,输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被独立地布置而且没有公共的连接点;其中,各个相线圈绕组之间是相互独立的;三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr的相位差依次为120°(即本申请的每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的)。
权利要求1与对比文件1的区别为:权利要求1是无刷直流电机和单级逆变器。基于该区别可以确定,该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高无刷直流电机的性能。
在所属技术领域中,无刷直流电机和感应电机都是常规电机,感应电机的驱动控制模块可用于无刷直流电机的驱动控制是公知常识。如公知常识性证据1第74页中所披露:无刷直流电动机的定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同,铁芯中嵌有多相对称绕组。公知常识性证据2第841页中所披露:永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM),其控制方式与感应电机基本相同。因此为了提高无刷直流电机的性能,将对比文件1公开的感应电机的驱动系统用于无刷直流电机对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,且技术效果可以预期。在电机控制系统中,单极性调制和双极性调制是两种常规的脉宽调制类型,逆变器采用单极性PWM控制属于本领域的公知常识。如公知常识性证据3第267-270页披露了:脉宽调制技术包括单极性PWM和双极性PWM,如果单极性PWM和双极性PWM的开关频率相同,那么单极性PWM输出电压的波形更好,频率响应也更佳。因此,为了提高无刷直流电机的性能,逆变器采用单极性PWM控制构成单级逆变器对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,且技术效果可以预期。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识得到该权利要求的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2引用权利要求1。对比文件1(说明书第14-23段,图1)还公开了:相线圈绕组是3组。此外,两相绕组电机、六相绕组电机都是常规电机类型,本领域技术人员根据电机功率、容量等的实际需要,选择相线圈的数量为2组、或2或3的任意倍数构成两相或多相电机是惯用手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3 权利要求3和4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3引用权利要求1,权利要求4引用权利要求3。然而,在电机控制系统中,采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现相应的模拟或数字电路单元进而实现控制器是本领域技术人员的惯用手段,坐标旋转数字计算方法(CORDIC)是用于计算三角函数的公知算法,现场可编程门阵列控制器以坐标旋转数字计算方法产生正弦波,用于实现正弦波调制以驱动相线圈绕组是本领域技术人员的惯用手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3和4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4 权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5请求保护一种多相无刷直流电机的驱动方法。对比文件1公开了一种开放式绕组感应电机3H桥驱动系统,并具体披露了以下技术特征(参见说明书第2-39段,图1-5):三相开放式绕组感应电机包括V/F控制器7、双极性SPWM调制8、隔离与驱动单元9和三个H桥逆变器,双极性SPWM调制8对3H桥逆变器的控制由DSP数字实现,即V/F控制器7、双极性SPWM调制8和隔离与驱动单元9三者一起组成数字控制器,每个H桥逆变器还包括两个输出端,输出端适用于与各自对应的相线圈绕组的两端电连接,使得多个相线圈绕组被独立地布置而且没有公共的连接点,每个H桥逆变器表示电机的三相中的每个相,各个相线圈绕组之间是相互独立的;三相开放式绕组感应电机的驱动方法包括:V/F控制器7输出三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr给双极性SPWM调制8,双极性SPWM调制8将输入的三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr与三角载波信号比较后产生6路开关信号,再经隔离与驱动单元9输出12路驱动信号给A相H桥逆变器3、B相H桥逆变器4和C相H桥逆变器5,三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr的频率与幅度相同,三相对称正弦调制波uar、ubr、ucr的相位差依次为120°(即本申请的数字控制器输出频率与幅度相同的脉宽调制的正弦波来分别驱动每个相的H桥逆变器,每相邻二个所述相线圈绕组对应的所述脉宽调制的正弦波之间具有非零相位差且相位差是相同的)。
权利要求5与对比文件1的区别为:(1)本申请为无刷直流电机和单级逆变器;(2)所述控制器包括通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波。
基于上述区别可以确定,该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高无刷直流电机的性能;提高控制器的处理速度。
对于上述区别(1),在所属技术领域中,无刷直流电机和感应电机都是常规电机,感应电机的驱动控制模块可用于无刷直流电机的驱动控制是公知常识。如公知常识性证据1第74页中所披露:无刷直流电动机的定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同,铁芯中嵌有多相对称绕组。公知常识性证据2第841页中所披露:永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM),其控制方式与感应电机基本相同。因此为了提高无刷直流电机的性能,将对比文件1公开的感应电机的驱动系统用于无刷直流电机对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,且技术效果可以预期。在电机控制系统中,单极性调制和双极性调制是两种常规的脉宽调制类型,逆变器采用单极性PWM控制属于本领域的公知常识。如公知常识性证据3第267-270页披露了:脉宽调制技术包括单极性PWM和双极性PWM,如果单极性PWM和双极性PWM的开关频率相同,那么单极性PWM输出电压的波形更好,频率响应也更佳。因此为了提高无刷直流电机的性能,逆变器采用单极性PWM控制构成单级逆变器对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,且技术效果可以预期。
对于上述区别(2),采用现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件是构成控制器的常规电路,坐标旋转数字计算方法(CORDIC)是用于计算三角函数的公知算法,为了提高控制器的处理速度,采用现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件构成电机驱动控制器以坐标旋转数字计算方法产生正弦波,用于实现脉宽调制纯正弦波,是惯用手段。
因此,在对比文件1的基础上结合公知常识得到权利要求5的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5 权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6引用权利要求5。其中,每个相的H桥逆变器采用单极性调制的工作模式构成H桥单级逆变器属于本领域的公知常识。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6 权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7引用权利要求5。对比文件1(说明书第14-23段,图1)还公开了:相线圈绕组是3组。此外,两相绕组电机、六相绕组电机都是常规电机类型,本领域技术人员根据电机功率、容量等的实际需要,选择相线圈的数量为2组、或2或3的任意倍数构成两相或多相电机是惯用手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7 权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8请求保护一种三相无刷直流电机,其对应权利要求1请求保护的一种多相无刷直流电机具有三相线圈绕组构成三相电机的情况。对比文件1公开了一种开放式绕组感应电机3H桥驱动系统,具体参见上述意见2.1。权利要求8与对比文件1的区别还包括:所述控制器包括以坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实现脉宽调制纯正弦波的现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件。基于上述区别可以确定该权利要求相对于对比文件1实际解决的技术问题是:提高控制器的处理速度。采用现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件是构成控制器的常规电路,坐标旋转数字计算方法(CORDIC)是用于计算三角函数的公知算法,为了提高控制器的处理速度,采用现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件构成电机驱动控制器以坐标旋转数字计算方法产生正弦波,用于实现脉宽调制纯正弦波,是本领域技术人员的惯用手段。因此,在对比文件1的基础上结合公知常识得到权利要求8的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
关于复审请求人陈述的意见,合议组认为:
(1)尽管公知常识性证据1公开的是“无刷直流电动机的定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同,铁芯中嵌有多相对称绕组”,但公知常识性证据2第841页公开了:永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM),其控制方式与感应电机基本相同。也就是,根据无刷直流电动机与感应电机的控制方式基本相同的公知常识,将对比文件1公开的感应电机的驱动系统用于无刷直流电机对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动,其技术效果可以预期。
(2)依据专利审查指南中关于创造性判断的三步法确定最接近的现有技术,最接近的现有技术是指现有技术中与要求保护的发明最密切相关的一个技术方案。对比文件1说明书第11段公开了“将传统三相星接绕组感应电机的中性点拆分开,形成三相绕组可以独立控制的开放式绕组感应电机,并采用三个共直流母线的H桥单相逆变器为三相绕组供电,对每个H桥进行独立的双极性SPWM控制,三相调制波为相位互差120°的正弦波”,因此能够确定对比文件1是本申请的最接近的现有技术,以及对比文件1已经公开了复审请求人所认为的区别a)和b)。
(3)尽管对比文件1中使得系统零序电压仅含有高频分量,但基于此不能说明系统的谐波被增加,并不能由此认为对比文件1与本申请技术方案减低总谐波失真的方向相背道而驰。
(4)坐标旋转数字计算方法(CORDIC)是用于计算三角函数的公知算法,通过现场可编程门阵列或具有可编程逻辑阵列的电子元件构成电机驱动控制器以坐标旋转数字计算方法产生正弦波,用于实现脉宽调制纯正弦波,是本领域技术人员的惯用手段,属于本领域的公知常识。
因此,复审请求人所陈述的本申请具备创造性的理由不能被接受。
在上述工作的基础上,合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于 2018年05月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。


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