一种永磁同步电机绕组切换装置-复审决定


发明创造名称:一种永磁同步电机绕组切换装置
外观设计名称:
决定号:188351
决定日:2019-08-15
委内编号:1F267087
优先权日:
申请(专利)号:201510508099.0
申请日:2015-08-18
复审请求人:重庆大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:查洁立
合议组组长:兰霞
参审员:闫朝
国际分类号:H02P6/00
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征被现有技术中的其它对比文件公开且具有相同的作用,其余部分区别技术特征属于本领域的公知常识,则该技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510508099.0,名称为“一种永磁同步电机绕组切换装置”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为重庆大学,申请日为2015年08月18日,公开日为2015年11月11日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2018年08月09日发出驳回决定,以权利要求1-3不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:申请日2015年08月18日提交的说明书第1-13页、说明书附图第1-7页、说明书摘要、摘要附图;2017年11月13日提交的权利要求第1-3项。驳回决定所针对的权利要求书内容如下:
“1. 一种永磁同步电机绕组切换装置,其特征在于:包括n个主回路单元、n套绕组和4n-4个开关,其中n≥2;
令i=1,2,3,…n;
第i个主回路单元包括第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)、第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)、第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)、第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)、第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)和第6i绝缘栅双极晶体管(V6i);
第i套绕组由绕组Ai、绕组Bi和绕组Ci采用星型接法的连接而成;所述第i个主回路单元具有五个端子,即a1i端、a2i端、a3i端、a4i端、a5i端;每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/n的电源;第i个电源的正极为b1i端,负极为b2i端;
所述第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的集电极连接a1i端,其发射极连接第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极;所述第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的发射极连接a2i端;
所述第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的集电极连接a1i端,其发射极连接第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极;所述第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的发射极连接a2i端;
所述第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的集电极连接a1i端;其发射极连接第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极;所述第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的发射极连接a2i端;
所述a3i端位于第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的发射极与第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极之间;所述a4i端位于第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的发射极与第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极之间;所述a5i端位于第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的发射极与第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极之间;所述绕组Ai的一端连接a3i端;所述绕组Bi的一端连接a4i端;所述绕组Ci的一端连接a5i端;所述4n-4个开关包括第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、……第4n-4开关(S4n-4);
所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端;
所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端;
所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a2n端;
所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端;
所述第五开关(S5)的两端分别连接a22端和b22端;
所述第六开关(S6)的两端分别连接a13端和b13端;
所述第七开关(S7)的两端分别连接a22端和a2n端;
所述第八开关(S8)的两端分别连接a11端和a13端;
……
所述第4n-7开关(S4n-7)的两端分别连接a2(n-1)端和b2(n-1)端;
所述第4n-6开关(S4n-6)的两端分别连接a1n端和b1n端;
所述第4n-5开关(S4n-5)的两端分别连接a2(n-1)端和a2n端;
所述第4n-4开关(S4n-4)的两端分别连接a11端和a1n端;
所述a11端与b11端连接;所述a2n端b2n端连接;
所述b21端与b12端连接;所述b22端与b13端连接;……所述b2(n-1)端与b1n端连接;
每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器,即脉宽调制器;所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号。
2. 一种永磁同步电机绕组切换装置,其特征在于:包括两个主回路单元、两套绕组和四个开关;
第一个主回路单元包括第十一绝缘栅双极晶体管(V11)、第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)、第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)、第 四十一绝缘栅双极晶体管(V41)、第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)和第六十一绝缘栅双极晶体管(V61);所述第一个主回路单元具有五个端子,即a11端、a21端、a31端、a41端、a51端;
第二个主回路单元包括第十二绝缘栅双极晶体管(V12)、第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)、第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)、第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)、第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)和第六十二绝缘栅双极晶体管(V62);所述第二个主回路单元具有五个端子,即a12端、a22端、a32端、a42端、a52端;
每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/2的电源;第一个电源的正极为b11端,负极为b21端;第二个电源的正极为b12端,负极为b22端;
第一套绕组由绕组A1、绕组B1和绕组C1采用星型接法连接而成;第二套绕组由绕组A2、绕组B2和绕组C2采用星型接法连接而成;所述四个开关即第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和第四开关(S4);
所述第十一绝缘栅双极晶体管(V11)的集电极连接a11端,其发射极连接第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的集电极;所述第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的发射极连接a21端;所述第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)的集电极连接a11端,其发射极连接第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的集电极;所述第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的发射极连接a21端;所述第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)的集电极连接a11端;其发射极连接第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的集电极;所述第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的发射极连接a21端;
所述a31端位于第十一绝缘栅双极晶体管(V11)的发射极与第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的集电极之间;所述a41端位于第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)的发射极与第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的集电极之间;所述a51端位于第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)的发射极与第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的集电极之间;所述绕组A1的一端连接a31端;所述绕组B1的一端连接a41端;所述绕组C1的一端连接a51端;
所述第十二绝缘栅双极晶体管(V12)的集电极连接a12端,其发射极连接第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的集电极;所述第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的发射极连接a22端;所述第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)的集电极连接a12端,其发射极连接第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的集电极;所述第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的发射极连接a22端;所述第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)的集电极连接a12端,其发射极连接第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的集电极;所述第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的发射极连接a22端;
所述a32端位于第十二绝缘栅双极晶体管(V12)的发射极与第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的集电极之间;所述a42端位于第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)的发射极与第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的集电极之间;所述a52端位于第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)的发射极与第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的集电极之间;所述绕组A2的一端连接a32端;所述绕组B2的一端连接a42端;所述绕组C2的一端连接a52端;
所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端;所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端;所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a22端;所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端;
所述a11端与b11端连接;所述a22端与b22端连接;所述b21端与b12端连接;
每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器,即脉宽调制器;所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号;
当第一开关(S1)和第二开关(S2)导通,第三开关(S3)和第四开关(S4)断开时,所述两套绕组是串联连接,此时对应低速;当第一开关(S1)和第二开关(S2)断开,第三开关(S3)和第四开关(S4)导通时,所述两套绕组是并联连接,此时对应高速。
3. 根据权利要求1所述一种永磁同步电机绕组切换装置,其特征在于:n套绕组为完全相同的永磁同步电机的定子绕组;绕组Ai为同一相绕组,绕组Bi为同一相绕组,绕组Ci为同一相绕组。”
驳回决定中引用如下对比文件:
对比文件1:CN2922268Y,公告日为2007年07月11日;
对比文件2:CN102812631A,公开日为2012年12月05日。
驳回决定的主要理由是:(1)权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征在于:1)还包括4n-4个开关,该4n-4个开关与n个主回路单元的各端子的连接关系,以及各主回路单元的端子和电源端子的连接关系;功率开关管为绝缘栅双极晶体管,将该绕组切换装置应用到永磁同步电机中;2)每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/n的电源,第i个电源的正极为b1i端,负极为b2i端。其中区别技术特征1) 是本领域技术人员在对比文件1和公知常识的基础上容易得出的,区别技术特征2)是本领域技术人员在对比文件2和公知常识的基础上容易得出的。因此权利要求1相对于对比文件1、2和公知常识的结合不具备创造性。(2)权利要求2相对于对比文件1的区别技术特征在于:1)还包括四个开关,该四个开关与两个主回路单元的各端子的连接关系,各主回路单元的端子和电源端子的连接关系,以及开关的切换方式,功率开关管为绝缘栅双极晶体管,将该绕组切换装置应用到永磁同步电机中;2)每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/2的电源,第一个电源的正极为b11端,负极为b21端,第二个电源的正极为b12端,负极为b22端。其中区别技术特征1) 是本领域技术人员在对比文件1和公知常识的基础上容易得出的,区别技术特征2)是本领域技术人员在对比文件2和公知常识的基础上容易得出的。因此权利要求2相对于对比文件1、2和公知常识的结合不具备创造性。(3)权利要求3为权利要求1的从属权利要求,其附加技术特征被对比文件1公开,因此也不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月20日向国家知识产权局提出了复审请求,并未修改申请文件。复审请求人认为:权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是:如何解决两组三相全控桥及其所连接的绕组均有各自独立的电流流通回路,两组三相全控桥可以完全独立控制,并能够在实际中应用。对比文件1的两套绕组在串联状态下无法实现串联分压,两组三相全控桥必须具有完全相同的触发脉冲,以保证两组三相全控桥分别对应的功率器件始终保持相同的导通和关断时刻,才能形成正常的电流流通回路,三相全控桥才能正常工作,以此才能达到分压效果,由于完全相同的触发脉冲在实现过程中存在困难,所以对比文件1并不适于实际应用。而本申请中,每个主回路单元均对应一个UDC/n的电源,两组三相全控桥的直流侧电压由各自所连接的直流电源确定,串联的两套绕组具有了完全独立的直流侧回路,此时绕组、功率器件即使不同,也不会出现母线电压异常的现象,也就达到了通过两套功率器件的驱动信号独立调节,保证了两套绕组的正常分压运行。另外,对比文件2也未给出对每个主回路单元均设置电压为UDC/n的电源的技术启示,本申请还具有降低了切换系统成本、提高了切换系统的可靠性以及提高电机运行效率的技术效果。因此,本申请的权利要求均具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月06日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
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04月15日向复审请求人发出复审通知书,引用的对比文件与驳回决定中所引用的对比文件相同,其所针对的审查文本与驳回决定所针对的审查文本相同。复审通知书中指出:(1)权利要求1-3的技术方案不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:对比文件1中的绕组切换与本申请同样处于直流侧,节省了切换开关的数量,对比文件1已经公开了本申请的发明构思,对比文件1同样具有切换系统成本降低、切换可靠以及提高电机运行效率的技术效果,不同的是对比文件1中仅使用一套直流电源,因此仅采用3个切换开关就能实现输入侧的串并联切换。对于上述区别,对比文件2已经公开了,当将三组逆变器电路20a、20b、20c的每一个都设置成为运转状态的方式进行控制,即三组逆变器电路20a、20b、20c在直流侧串联运行时,三相逆变器电路20a、20b、20c分别成为根据被三分压的直流电源电压V/3生成三相交流电压波形的情况。可见对比文件2给出了对于直流侧串联的多个变换器电路提供均衡分配的直流电源输入的技术启示,因此当对比文件1中的控制装置切换为串联状态时,本领域技术人员容易想到为串联连接的各主回路输入侧提供均衡的电压输入。而在串联的电路输入侧分别连接电压均等的独立直流电源是本领域常用的均压控制手段。此时根据电源配置的变化适应性地调整切换开关的数量以实现串并联切换,也属于本领域的常规设计。
复审请求人于2019年05月29日提交了意见陈述书和权利要求书的全文修改替换页(包括权利要求第1项),具体修改为:将权利要求1-3的内容合并,作为新的独立权利要求1,修改后的权利要求书的内容如下:
“1. 一种永磁同步电机绕组切换装置,其特征在于:包括n个主回路单元、n套绕组和4n-4个开关,其中n≥2;
令i=1,2,3,…n;
第i个主回路单元包括第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)、第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)、第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)、第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)、第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)和第6i绝缘栅双极晶体管(V6i);
第i套绕组由绕组Ai、绕组Bi和绕组Ci采用星型接法的连接而成;所述第i个主回路单元具有五个端子,即a1i端、a2i端、a3i端、a4i端、a5i端;每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/n的电源;第i个电源的正极为b1i端,负极为b2i端;
所述第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的集电极连接a1i端,其发射极连接第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极;所述第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的发射极连接a2i端;
所述第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的集电极连接a1i端,其发射极连接第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极;所述第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的发射极连接a2i端;
所述第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的集电极连接a1i端;其发射极连接第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极;所述第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的发射极连接a2i端;
所述a3i端位于第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的发射极与第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极之间;所述a4i端位于第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的发射极与第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极之间;所述a5i端位于第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的发射极与第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极之间;所述绕组Ai的一端连接a3i端;所述绕组Bi的一端连接a4i端;所述绕组Ci的一端连接a5i端;所述4n-4个开关包括第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、……第4n-4开关(S4n-4);
所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端;
所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端;
所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a2n端;
所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端;
所述第五开关(S5)的两端分别连接a22端和b22端;
所述第六开关(S6)的两端分别连接a13端和b13端;
所述第七开关(S7)的两端分别连接a22端和a2n端;
所述第八开关(S8)的两端分别连接a11端和a13端;
……
所述第4n-7开关(S4n-7)的两端分别连接a2(n-1)端和b2(n-1)端;
所述第4n-6开关(S4n-6)的两端分别连接a1n端和b1n端;
所述第4n-5开关(S4n-5)的两端分别连接a2(n-1)端和a2n端;
所述第4n-4开关(S4n-4)的两端分别连接a11端和a1n端;
所述a11端与b11端连接;所述a2n端b2n端连接;
所述b21端与b12端连接;所述b22端与b13端连接;……所述b2(n-1)端与b1n端连接;
每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器,即脉宽调制器;所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号;
永磁同步电机绕组切换装置包括两个主回路单元、两套绕组和四个开关;
第一个主回路单元包括第十一绝缘栅双极晶体管(V11)、第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)、第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)、第 四十一绝缘栅双极晶体管(V41)、第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)和第六十一绝缘栅双极晶体管(V61);所述第一个主回路单元具有五个端子,即a11端、a21端、a31端、a41端、a51端;
第二个主回路单元包括第十二绝缘栅双极晶体管(V12)、第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)、第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)、第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)、第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)和第六十二绝缘栅双极晶体管(V62);所述第二个主回路单元具有五个端子,即a12端、a22端、a32端、a42端、a52端;
每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/2的电源;第一个电源的正极为b11端,负极为b21端;第二个电源的正极为b12端,负极为b22端;
第一套绕组由绕组A1、绕组B1和绕组C1采用星型接法连接而成;第二套绕组由绕组A2、绕组B2和绕组C2采用星型接法连接而成;所述四个开关即第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和第四开关(S4);
所述第十一绝缘栅双极晶体管(V11)的集电极连接a11端,其发射极连接第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的集电极;所述第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的发射极连接a21端;所述第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)的集电极连接a11端,其发射极连接第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的集电极;所述第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的发射极连接a21端;所述第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)的集电极连接a11端;其发射极连接第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的集电极;所述第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的发射极连接a21端;
所述a31端位于第十一绝缘栅双极晶体管(V11)的发射极与第四十一绝缘栅双极晶体管(V41)的集电极之间;所述a41端位于第三十一绝缘栅双极晶体管(V31)的发射极与第六十一绝缘栅双极晶体管(V61)的集电极之间;所述a51端位于第五十一绝缘栅双极晶体管(V51)的发射极与第二十一绝缘栅双极晶体管(V21)的集电极之间;所述绕组A1的一端连接a31端;所述绕组B1的一端连接a41端;所述绕组C1的一端连接a51端;
所述第十二绝缘栅双极晶体管(V12)的集电极连接a12端,其发射极连接第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的集电极;所述第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的发射极连接a22端;所述第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)的集电极连接a12端,其发射极连接第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的集电极;所述第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的发射极连接a22端;所述第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)的集电极连接a12端,其发射极连接第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的集电极;所述第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的发射极连接a22端;
所述a32端位于第十二绝缘栅双极晶体管(V12)的发射极与第四十二绝缘栅双极晶体管(V42)的集电极之间;所述a42端位于第三十二绝缘栅双极晶体管(V32)的发射极与第六十二绝缘栅双极晶体管(V62)的集电极之间;所述a52端位于第五十二绝缘栅双极晶体管(V52)的发射极与第二十二绝缘栅双极晶体管(V22)的集电极之间;所述绕组A2的一端连接a32端;所述绕组B2的一端连接a42端;所述绕组C2的一端连接a52端;
所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端;所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端;所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a22端;所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端;
所述a11端与b11端连接;所述a22端与b22端连接;所述b21端与b12端连接;每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器,即脉宽调制器;所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号;
当第一开关(S1)和第二开关(S2)导通,第三开关(S3)和第四开关(S4)断开时,所述两套绕组是串联连接,此时对应低速;当第一开关(S1)和第二开关(S2)断开,第三开关(S3)和第四开关(S4)导通时,所述两套绕组是并联连接,此时对应高速;
n套绕组为完全相同的永磁同步电机的定子绕组;绕组Ai为同一相绕组,绕组Bi为同一相绕组,绕组Ci为同一相绕组。”
复审请求人认为:对比文件1的两套绕组若分别通过开关独立连接于电源,共需要5个开关,而本申请的两套绕组互联仅需要4个开关,减少了开关数量;本申请解决的是尚未认识到的技术问题,即:如何对绕组切换装置进行改进,提高两套绕组串联分压的稳定性,从而在不增加逆变器容量的前提下,实现串联均压,解决永磁电机高速运行时反电势高的问题,具体地,本申请和对比文件1供电方式和绕组驱动方式不同,本申请中每套绕组的电源独立,串联的各套绕组具有完全独立的直流侧回路,各套功率器件的驱动信号可以独立调节,在两套绕组和功率器件不完全相同的情况下,也能实现绕组切换装置的串联均压和串并联切换功能,在工程上能够实现,而对比文件中两套绕组共用一套电源,无法均分电源电压,并且两组三相全控桥必须具有完全相同的触发脉冲,以保证两组三相全控桥分别对应的功率器件始终保持相同的导通和关断时刻,才能形成正常的电流流通回路,但是由于信号响应时间、功率损耗、器件损耗、两组三相全控桥以及两组三相绕组的参数差异等问题的存在,在工程实际中,无法保证导通和关断时刻完全相同,因此,对比文件1的串联电路回路不具有工程应用价值。由于本申请的两组三相全控桥和绕组均有各自独立的电流流通回路,增强了工程适应性、控制灵活性和易扩展性,能够真正实现均分总直流电源,并且提高了电机驱动系统容错能力。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人于2019年05月29日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,所作修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的文本为:申请日2015年08月18日提交的说明书第1-13页、说明书附图第1-7页、说明书摘要、摘要附图;2019年05月29日提交的权利要求第1项。
(二)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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征,其中部分区别技术特征被现有技术中的其它对比文件公开且具有相同的作用,其余部分区别技术特征属于本领域的公知常识,则该技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
本复审请求审查决定引用的对比文件与复审通知书和驳回决定中所引用的对比文件相同,即:
对比文件1:CN2922268Y,公告日为2007年07月11日;
对比文件2:CN102812631A,公开日为2012年12月05日。
权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1、权利要求1请求保护一种永磁同步电机绕组切换装置,对比文件1公开了一种三相双全控桥功率器件拓扑控制装置(参见说明书第2页最后一段至第4页最后一段,附图5-7), 该控制装置用于控制永磁无刷直流电机双线圈的串并联切换,包括两个三相全控桥1和2、电机的双三相线圈A1、B1、C1和A2、B2、C2(相当于n个主回路单元、n套绕组,其中n=2)和3个用于线圈切换的功率开关器件Q13、Q14和Q15;功率开关器件Q1~Q6 组成三相全控桥1,功率开关器件Q7~Q12组成三相全控桥2,所述功率开关器件为带续流二极管的MOSFET;如图5-7所示,第1套绕组由线圈A1、B1、C1采用星型接法连接而成,第1个全控桥包括5个端子;Q1、Q2、Q3的源极分别连接Q4、Q5、Q6的漏极,Q1、Q2、Q3的漏极连接三相全控桥1的正极,Q4、Q5、Q6的源极连接三相全控桥1的负极,Q7、Q8、Q9的源极分别连接Q10、Q11、Q12的漏极,Q7、Q8、Q9的漏极连接三相全控桥2的正极,Q10、Q11、Q12的源极连接三相全控桥2的负极,三相全控桥1的正极与直流电源的正极连接,三相全控桥2的负极与直流电源的负极连接,三相全控桥1的负极通过功率开关器件Q14与三相全控桥2的正极连接,三相全控桥1的负极通过功率开关器件Q15与三相全控桥2的负极连接,三相全控桥2的正极通过功率开关器件Q13与三相全控桥1的正极连接,两个三相全控桥的桥臂作为两组三相输出端a1、b1、c1和a2、b2、c2,两组三相输出端连接电机的双线圈A1、B1、C1和A2、B2、C2,在电机转速较低时,Q13、Q15关断,Q14开通,控制电机绕组处于串联工作方式,在电机转速较高时,Q13、Q15开通、Q14关断,将电机绕组切换至并联状态运行;三相全控桥1、2的每个功率开关器件的栅极均连接功率器件控制器,控制器可采用脉宽调制PWM信号控制;永磁电机的两套定子绕组为A1、B1、C1;A2、B2、C2,绕组A1、A2为同一相绕组,绕组B1、B2为同一相绕组,绕组C1、C2为同一相绕组。
可见,权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比,区别技术特征在于:(1)权利要求1中的功率开关器件为绝缘栅双极晶体管,电机类型涉及永磁同步电机,而对比文件1中的功率开关器件为MOSFET,永磁电机为无刷直流电机;权利要求1中定子的两套绕组设计为完全相同的绕组;(2)权利要求1中,两个主回路单元的每一个均对应一个电动势为UDC/2的电源,对应地,使用四个开关用于两套绕组的切换,以及上述两个主回路单元分别对应的电源和上述四个开关在切换装置中的连接关系以及开关的切换方式,而对比文件1中仅包含一套直流电源,使用3个切换开关用于两套绕组的串并联切换。基于上述区别技术特征可以确定,权利要求1实际解决的技术问题是:(1)选择开关管的类型,如何使得永磁同步电机具有较宽的转速范围,以及如何方便绕组设计。(2)如何实现主回路直流输入侧串联时的输入电压均衡。
对于区别技术特征(1),绝缘栅双极晶体管是本领域常见功率器件,本领域技术人员可以根据实际需要选择绝缘栅双极晶体管,根据需要将对比文件1中的绕组切换装置应用到永磁同步电机中以使其具有较宽的转速范围,这也是本领域技术人员容易想到的。为了方便设计并保证电机的性能,本领域技术人员容易想到将定子的各套绕组设计为完全相同的绕组。
对于上述区别技术特征(2),对比文件1中的绕组切换与本申请同样处于直流侧,节省了切换开关的数量,不同的是对比文件1中仅使用一套直流电源,因此仅采用3个切换开关就能实现输入侧的串并联切换。对比文件2公开了一种电动机驱动装置(参见说明书第0055-0083段,附图1、8),三相逆变器电路20a、20b、20c和直流电源1形成串联电路,通过将检测到的电动机5的转数N0与规定转数相比,在低速、中速和高速状态下,切换串联的运转逆变器电路的个数,在转数N0为规定转数N1以下的情况下,控制电路4使得三相逆变器电路20a、20b、20c的每一个成为运转状态的方式进行控制,此时,如图8(a)所示,每个逆变器电路20a、20b、20c直流侧的电压被均分为V/3,三相逆变器电路20a、20b、20c分别成为根据被三分压的直流电源电压V/3生成三相交流电压波形的情况。可见,对比文件2给出了对于直流侧串联的多个变换器电路提供均衡分配的直流电源输入的技术启示,当对比文件1中的控制装置切换为串联状态时,本领域技术人员容易想到为串联连接的各主回路输入侧提供均衡的电压输入。而在串联的电路输入侧分别连接电压均等的独立直流电源是本领域常用的均压控制手段,此时根据电源配置的变化适应性地调整切换开关的数量、连接关系和切换方式以实现串并联切换,属于本领域的常规设计。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案,对本领域的技术人员而言是显而易见的,权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点,因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(三)对复审请求人相关意见的答复
对于复审请求人陈述的意见,合议组认为:对比文件1的绕组切换与本申请同样处于直流侧,节省了切换开关的数量,并且对比文件1中涉及两套绕组的切换,在其高速时切换为并联运行,同样解决了本申请要解决的减小高速运行时的反电势的技术问题,对比文件1已经公开了本申请的发明构思,不同的是对比文件1中仅使用一套直流电源,因此仅采用3个切换开关就能实现输入侧的串并联切换,权利要求1与对比文件1的主要区别在于,权利要求1中,每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/2的电源,同时采用的开关数量和连接关系发生适应性地变化,即通过4个开关实现两套绕组的串并联切换。对于上述区别,对比文件2已经公开了,当将三组逆变器电路20a、20b、20c的每一个都设置成为运转状态的方式进行控制,即三组逆变器电路20a、20b、20c在直流侧串联运行时,三相逆变器电路20a、20b、20c分别成为根据被三分压的直流电源电压V/3生成三相交流电压波形的情况。可见对比文件2给出了对于直流侧串联的多个变换器电路提供均衡分配的直流电源输入的技术启示,因此当对比文件1中的控制装置切换为串联状态时,本领域技术人员容易想到为串联连接的各主回路输入侧提供均衡的电压输入。而在串联的电路输入侧分别连接电压均等的独立直流电源是本领域常用的均压控制手段。此时根据电源配置的变化适应性地调整切换开关的数量和连接关系以实现串并联切换并在满足切换目的的情况下使得开关数量最少,属于本领域的常规设计,当对比文件1的两套绕组直流侧分别连接独立电源时,尽量精简开关数量,利用4个开关实现输入侧的串并联切换是本领域的常规选择。
综上所述,复审请求人的意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月09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,复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。



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