无电网污染高压大功率变频器-无效决定


发明创造名称:无电网污染高压大功率变频器
外观设计名称:
决定号:12543
决定日:2008-11-18
委内编号:
优先权日:
申请(专利)号:97100477.3
申请日:1997-02-03
复审请求人:
无效请求人:熊平
授权公告日:2001-01-10
审定公告日:
专利权人:北京利德华福电气技术有限公司
主审员:傅玉
合议组组长:张美菊
参审员:哈雅坤
国际分类号:H02M 5/16
外观设计分类号:
法律依据:专利法第26条第3、4款,专利法第22条第3款,专利法实施细则第20条第1款
决定要点:(1)对于专利说明书中记载的某一技术特征,如果本领域技术人员基于其所具有的相关技术知识水平,在综合考虑专利说明书中对该技术特征的相关记载后,能够对该技术特征得出符合所属技术领域相关技术常识的唯一认识,则说明书对该技术特征的记载是清楚、完整的。

(2)现有技术与公知技术中均未公开权利要求中的某特征,亦未给出采用该特征的技术启示,且该特征为权利要求带来了相应的技术效果,则该权利要求具备创造性。
全文:
一、案由

本无效宣告请求案涉及1997年2月3日申请、专利号为97100477.3、名称为“无电网污染高压大功率变频器”的发明专利权(下称本专利),原专利权人是北京凯奇新技术开发总公司,其专利权人经多次变更后,最终于2006年3月3日变更为北京利德华福电气技术有限公司(下称专利权人)。本专利授权公告的权利要求书如下:



“1、一种无电网污染高压大功率变频器,包括移相、均压型主变压器(1),主控计算机(4),辅助计算机(5),可编程控制与裁决故障的PLC(6)及控制接口电路(7),其特征在于:

所述变频器还包括:三相感应电机(2),IGBT交直交单元桥,光纤波形驱动与保护电路;

所述的主变压器(1)为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°;变压器(1)的输出绕组分别连接IGBT单元桥(A1-A5、B1-B5、C1-C5);

所述的IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式,分别连接感应电机(2)的A、B、C三相接线端子,而每一组IGBT单元桥采用上、下行光纤(3)驱动控制与保护;

所述的主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接,主控计算机(4)连接软件及接口电路(7)。

2、根据权利要求1所述的无电网污染高压大功率变频器,其特征在于:所述A单元的五个IGBT单元桥(A1-A5)相互串接后连接感应电机(2)的A相接线端子,B单元的五个IGBT单元桥(B1-B5)相互串接后连接感应电机(2)的B相接线端子,C单元的五个IGBT单元桥(C1-C5)相互串接后连接感应电机(2)的C相接线端子;A、B、C单元的另一端相互连接在一起。

3、根据权利要求1所述的无电网污染高压大功率变频器,其特征在于:每一组IGBT的单元输出由上、下行光纤(3)驱动控制与保护,光纤(3)的另一端与控制接口电路(7)相连接。

4、根据权利要求1所述的无电网污染高压大功率变频器,其特征在于:IGBT交直交单相桥电路(8)的输出端连接一旁路桥,该旁路桥由整流二极管(9-12)及可控硅(13)组成。”

针对本专利,熊平(下称请求人)于2007年8月28日向专利复审委员会提出无效宣告请求,认为:本专利不符合专利法第26条第3、4款,专利法第22条第3款,专利法实施细则第20条第1款的规定,同时提交了如下证据:

证据1:加盖有中国科学院文献情报中心信息服务部红章及骑缝章的IEEE检索信息页7页、第231-235页标题为《A new approach to enhance power quality for medium voltage drives》的文章及其译文17页,共24页;

证据2:加盖有中国科学院文献情报中心信息服务部红章及骑缝章的《有色治金设计与研究》1996年增刊第17卷第1-4期的封面页、1996年第17卷第3期封面页、中英文目录页、第35-40页名称为“SO2风机变频调速系统”的文章以及封底页,共11页;

证据3:加盖有中国科学院文献情报中心信息服务部红章及骑缝章的1995年4月《微计算机信息》第49-53页的“可编程控制器在纸厂蒸发站中的应用”的文章,共5页;

证据4:内容为证明《微计算机信息》(1-6 1996)(节本)的复印件与原件内容相符的(2006)京海民证字第4663号公证书原件,共16页;

证据5:科学技术文献出版社,1992年10月第1次印刷,《可编程序控制器手册》封面页、扉页、出版信息页、第3页、第248页、第273-283页、封底页复印件,共17页;

证据6:国防工业出版社,1995年9月第1次印刷,《可编程序控制器》,封面页、出版信息页、第2-5页、第881-885页、第900-905页复印件,共17页;

证据7:《IEEE对电力系统谐波控制的实践方法和要求的推荐标准》封面页、版权信息页、目录页、第22-24页及其部分译文复印件,共10页;

证据8:上海机械高等专科学校,1994年5月第10次印刷,《半导体变流技术》(第2版),封面页、版权信息页、第165-166页、第221页、第226页复印件,共6页。

请求人的主要意见为:

1、本专利不符合专利法第26条第3款、专利法实施细则第20条第1款的规定

本专利权利要求1中存在如下描述不清楚之处:

(1)说明书中没有记载何谓“移相、均压型主变压器(1)”,也没有公开如何进行移相;

(2)本专利说明书中没有描述何谓“辅助计算机(5)”;

(3)本专利说明书中没有描述“光纤波形驱动与保护电路”,由于其不是本领域的通用术语,说明书中也没有具体的电路结构,现有技术中光纤仅仅起传输作用,本领域技术人员无法理解“光纤波形驱动与保护电路”,更不知采用何种电路对光纤波形进行趋动与保护;

(4)本专利说明书中没有描述“所述主变压器(1)为分段型结构”中的分段如何进行,也没有记载“Y-△曲折绕法”的具体结构,本领域技术人员无法采用分段型主变压器和该绕法实现其发明目的;

(5)本专利说明书中没有描述当“副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°时如何将IGBT单元桥以三、七、九级串联相接;”因为当IGBT单元桥分别以三、七、九级串联相接时,其副边输出绕组的相位并不是0°、±12°、±24°;反之,当副边输出绕组的相位为0°、±12°、±24°时,该变压器有五个不同相位角的副绕组存在,只能以五级串接;

(6)本专利说明书中没有公开如何采用“上、下行光纤(3)驱动控制与保护IGBT单元桥”,因为本领域的技术人员都知道光纤仅有传输,而不具有驱动功能;

(7)本专利说明书中没有公开如何实现“所述主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接”,使得本领域技术人员无法实现该技术方案。

以上(1)-(7)也同样使本专利权利要求1保护范围不清楚,导致本专利不符合专利法实施细则第20条第1款的规定。

2、本专利不符合专利法第26条第4款的规定

权利要求1中的光纤波形驱动与保护电路,在说明书中没有具体的结构或实现方式,在实质上得不到说明书的支持;

权利要求1中的“主变压器(1)为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”在说明书中没有具体的结构或实现方式,在实质上得不到说明书的支持;;

权利要求1中的“所述IGBT单元桥为三、七、九级串联相接方式”在说明书以及说明书附图中均没有连接关系的具体记载,三、七、九级连接方式实质上得不到说明书的支持。

3、本专利不符合专利法第22条第3款的规定

请求人明确证据1-4作为评价本专利不符合专利法第22条第3款的现有技术证据,证据5-8作为公知常识性证据,其中

(1)证据1与公知常识、或者证据3或证据3和公知常识或证据4的结合评述本专利权利要求1不具备创造性;

(2) 证据2与公知常识、或者证据2和证据3或证据4的结合评述本专利权利要求1不具备创造性;

(3)证据1和证据2结合,或者证据1和证据2结合公知常识,或者证据1和证据2与证据3或证据4结合,评述本专利权利要求1不具备创造性;

(4)权利要求2及权利要求3是对权利要求1的重复描述,并未增加新的技术特征,因此,权利要求2、3不具备创造;

(5)证据1与公知常识结合评述权利要求4不具备创造性。

经形式审查合格,专利复审委员会依法受理了上述无效宣告请求,并于2007年9月13日向双方当事人发出无效宣告请求受理通知书,并将专利权无效宣告请求书及其附件清单中所列附件的副本转送给专利权人,并要求专利权人在指定的期限内陈述意见。

专利复审委员会于2007年10月29日收到专利权人针对无效宣告请求提交的意见陈述书,专利权人认为,已经生效的专利复审委员会第9728号无效宣告请求审查决定已经认定本专利符合专利法第26条第3款的规定,请求人又以同样的事实和理由提出无效请求,根据专利法实施细则第65条的规定,对此无效理由应该不予受理,即使受理,也不应对该理由进行审查。此外,专利权人还认为:

(1)本专利符合专利法第26条第3款及专利法实施细则第20条第1款的规定

本专利说明书第4页记载了“所述主变压器为三相错相、均压多重移相变压器,它采用Y-△曲折绕法,使变压器副边的十五个输出绕组相互错相”;说明书第2页第7-8行记载了“所述主控计算机、PLC及辅助计算机双向连接并通过软件及接口电路控制IGBT输出信号……”,说明书第16-19页结合附图1进一步教导了“主控计算机4、辅助计算机5、可编程控制与裁决故障的PLC6相互双向串接……”,说明书第2页第28行记载了“采用了主计算机及备用冗余辅助计算机,均增加了系统的可靠性”;说明书第3页第16-19行记载了“每一组IGBT的单元输出由光纤3(上下行)驱动控制与保护,光纤3的另一端与控制接口电路7相连接……其控制信号由主控计算机4输出至控制接口电路”; 副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°对于五级串接是清楚的,当IGBT单元桥以三、七、九级串联相接时,本领域技术人员参考请求人提交的证据7译文能够理解,当三个整流单元串接时,移相20°(60/m),当七个或九个整流单元串接时,移相60/7°或60/9°,当IGBT单元桥以三、七、九级串联相接时,副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°同样能实现本专利的发明目的;说明书第2页第7-8行、第3页第16-19行以及附图1可以清楚看出主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接以及与控制接口电路的连接关系;因此,权利要求1中的“移相、均压型主变压器”、“所述主变压器为分段型结构”、“ Y-△曲折绕法”、“辅助计算机”、“光纤波形驱动与保护电路”、“副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°”、“所述主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接”对于本领域技术人员是清楚的,权利要求1的保护范围是清楚的,本领域技术人员按照说明书的记载,能够实现其发明目的,得到其有益效果。

(2)本专利符合专利法第26条第4款的规定

本专利权利要求在形式上得到说明书支持,并且在实质上也得到说明书支持,其中光纤波形驱动与保护电路指“上、下行光纤以及相应的光电转换电路”,结合说明书第2-3页及附图公开了其具体的结构及连接关系;说明书第4页记载了“所述变压器为三相错相、均压多重移相变压器。它采用Y-△曲折绕法,使变压器副边的十五个输出绕组相互错相”即是对“主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”的解释;说明书记载了主变压器和IGBT单元桥的连接方式,详细描述了五级串接方式,附图也给出了五级串接的具体结构,本领域技术人员在此基础上,能够理解“所述IGBT单元桥为三、七、九级串联相接方式”并实现该技术方案。

(3)本专利符合专利法第22条第3款的规定

本专利与证据1所要解决的技术问题不同,证据1并不是为了解决“现有技术中存在的变频调速系统可靠性低,不容易控制、损耗大、维护复杂的问题”,而仅是解决了现有的变频器对电网污染大的问题,证据1公开了采用串接的IGBT单元桥消除谐波的结构和原理,但是没有具体公开其实现方法,且证据1没有公开权利要求1的(a)“主控计算机”、(b)“辅助计算机”、(c)“可编程控制与裁决故障的PLC”、(d)“所述主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”、(e)“所述的IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式时,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°”、(f)“所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路”的特征,所述区别特征带来了使得每相均有冗余备份,不需停机,可连续安全运行,增加系统可靠性的有益效果;证据3、4虽然公开了PLC在控制系统中的应用,但与本专利的领域不同,且没有涉及到变频器,因此没有与证据1相结合的技术启示,并且证据3、4也没有公开(d)(e)(f)的特征,证据1与证据3或4结合,并不能显而易见地得到权利要求1的技术方案;作为公知常识的证据5或6也没有公开(d)(e)的特征,证据5没有涉及变频器,与本专利领域不同,证据6没有公开(f)特征,因此,与证据1与公知常识或与证据3、4的结合相比,权利要求1具有创造性。

本专利与证据2所要解决的技术问题不同,本专利除了解决对电网污染问题外,还同时解决了“现有技术中存在的变频调速系统可靠性低,不容易控制、损耗大、维护复杂的问题”,且证据2没有公开权利要求1的(a)“主控计算机”、(b)“辅助计算机”、(c)“可编程控制与裁决故障的PLC”、(d)“所述主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”、(e)“所述的IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式时,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°”、(f)“所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路”的特征,证据2中没有任何采用冗余辅助计算机的技术启示,因而也不能实现区别特征带来的使得每相均有冗余备份,不需停机,可连续安全运行,增加系统可靠性的有益效果;证据3-6也没有公开上述区别特征,因此证据2与证据3、4的结合,或者进一步结合证据5、6均不能显而易见地得到权利要求1的技术方案。

与证据1、2的结合相比,本专利仍具有(a)“主控计算机”、(b)“辅助计算机”、(c)“可编程控制与裁决故障的PLC”、(d)“所述主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”、(e)“所述的IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式时,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°”、(f)“所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路”的区别特征,证据3-6也没有公开上述区别特征,因此,证据1、2与证据3、4的结合,或者进一步结合证据5、6均不能显而易见地得到权利要求1的技术方案。

请求人提交的证据7也没有公开上述区别技术特征,本专利权利要求1具有创造性。

在权利要求1具有创造性的前提下,本专利权利要求2-4也具有创造性。

本案合议组于2008年9月22日向双方当事人发出无效宣告请求口头审理通知书,定于2008年10月21日举行口头审理。

口头审理如期举行,双方当事人均委托代理人出席了口头审理,双方当事人对对方出席人员的身份和资格没有异议,对合议组成员以及书记员没有回避请求;请求人当庭提交了证据1-6、8的原件,指出证据7的原件在之前的无效案件中已提交给专利复审委员会,并声明在本次口头审理当庭不发表任何意见,其意见以书面意见为准;专利权人对证据1-8的真实性没有异议,对证据1、7的中文译文的准确性也没有异议,但对证据1-8的相关性有异议;专利权人当庭陈述了本专利符合专利法第26条第3、4款,专利法实施细则第20条第1款,专利法第22条第3款的规定的意见,口审中专利权人对证据5-8做为其相关技术为相关领域的公知常识性证据没有异议,但对做为本专利技术领域的公知常识有异议。

至此,双方当事人已充分发表了意见,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出本审查决定。



二、决定的理由

1.关于证据

请求人总共提交了8份证据,其中证据1、7为外文证据,请求人提交了其相应的中文译文,专利权人对证据1-8的真实性没有异议,对证据1、7的中文译文的准确性也没有异议,经合议组核实,请求人提交了证据1-8的原件,并且证据1-8的公开日均在本专利申请日之前,证据5-8为公知常识性证据类的手册、工具书或教科书,因此,合议组对证据1-8的真实性予以认可,证据1-4可用作评价本专利是否具有创造性的现有技术,证据5-8可用作相关技术领域的公知常识性证据,其中证据1、7以请求人提交的中文译文为准。



2.专利法第26条第3款

专利法第26条第3款规定,说明书应当对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明,以所属技术领域的技术人员能够实现为准。

《审查指南》第四部分第三章第2.1节的“一事不再理原则”规定:对已作出审查决定的无效宣告案件涉及的专利权,以同样的理由和证据再次提出无效宣告请求的,不予受理和审理。

专利复审委员会已生效的第9728号无效宣告请求审查决定是针对本专利是否符合专利法第26条第3款做出的审查决定,其中认为:变压器的Y-Δ曲折绕制方法为本领域公知的技术,本领域技术人员在阅读该“Y-Δ曲折绕法”之后,即可以依据其本身具有的所属技术领域的公知技术常识实现上述变压器绕制,不会造成本领域技术人员无法实现该技术手段,亦不会导致本专利不符合专利法第26条第3款的规定;而对于本专利“光纤波形驱动与保护电路”这一特征,由于本领域技术人员都知道IGBT单元桥需要进行驱动控制和保护,且这种驱动和保护功能一般只能由电路来实现,而且光纤一般用于传输信号而不可能实现驱动控制和保护,在此基础上,本领域技术人员应当将上述“光纤波形驱动与保护电路3”理解为是组成无电网污染高压大功率变频器并用于实现驱动控制和保护的电路,而光纤只是用于该电路的信号传输,上述理解是符合本领域技术常识的唯一认识,因此,本专利说明书中对于“光纤波形驱动与保护电路”的说明是清楚的,符合专利法第26条第3款的规定;并以此作出维持本专利权有效的决定。

由于专利复审委员会在先的第9728号无效宣告请求审查决定已经就本专利说明书中对于 “Y-Δ曲折绕法”以及“光纤波形驱动与保护电路中光纤的作用”的说明是否符合专利法第26条第3款的规定作出了维持本专利有效的审查决定,因此,本决定对于 “Y-Δ曲折绕法”以及“光纤波形驱动与保护电路中光纤的作用”的说明是否符合专利法第26条第3款的规定不再予以审理,并且认定为说明书中的记载是清楚的。

因此,本决定中对本专利是否符合专利法第26条第3款的规定的无效理由仅针对请求人的如下具体理由进行评述:

(1)说明书中没有记载何谓“移相、均压型主变压器(1)”,也没有公开如何进行移相;

(2)本专利说明书中没有描述何谓“辅助计算机(5)”;

(3)本专利说明书中没有描述“所述主变压器(1)为分段型结构”中的分段如何进行,本领域技术人员无法采用分段型主变压器实现其发明目的;

(4)本专利说明书中没有描述当“副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°时如何将IGBT单元桥以三、七、九级串联相接;”因为当IGBT单元桥分别以三、七、九级串联相接时,其副边输出绕组的相位并不是0°、±12°、±24°;反之,当副边输出绕组的相位为0°、±12°、±24°时,该变压器有五个不同相位角的副绕组存在,只能以五级串接;

(5)本专利说明书中没有公开如何实现“所述主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接”,使得本领域技术人员无法实现该技术方案。



根据审查指南第二部分第二章第2.1.3节的规定,所属技术领域的技术人员能够实现,是指所属技术领域的技术人员按照说明书记载的内容,就能够实现该发明或者实用新型的技术方案,解决其技术问题,并且产生预期的技术效果。

对于说明书中给出的技术手段,如果所属技术领域的技术人员能够明了该技术手段是本领域的公知技术常识,则说明书中无需再对该公知技术手段进行进一步的详细说明,所属技术领域的技术人员就能够实现该技术手段;对于专利说明书中记载的某一技术特征,如果本领域技术人员基于其所具有的相关技术知识水平,在综合考虑专利说明书中对该技术特征的相关记载后,能够对该技术特征得出符合所属技术领域相关技术常识的唯一认识,则说明书对该技术特征的记载是清楚的。



关于“移相、均压型主变压器”,合议组认为:均压变压器(即balancer transformer)是本领域技术人员对电压平衡变压器的简称,而利用变压器的不同绕接方式改变其相角即为移相,本申请说明书第3页第5-6行记载有“采用Y-Δ曲折绕法,使变压器副边的十五个输出绕组相互错相,相位分别为:0°、±12°、±24°各三组”,因此,本领域技术人员在阅读说明书后依据本身掌握的公知技术常识很清楚移相、均压型主变压器所指,并且能够根据说明书的描述实现所述移相,并不会导致本专利不符合专利法第26条第3款的规定。

关于“辅助计算机”,合议组认为:本专利说明书第2页第7-8行记载了“所述主控计算机、PLC及辅助计算机双向连接并通过软件及接口电路”,说明书第2页第23行记载了“采用了主计算机及备用冗余辅助计算机,均增加了系统的可靠性”,本领域技术人员根据自身掌握的公众常识及说明书的记载可以清楚地理解“辅助计算机”为与主控计算机、PLC相互双向串接的冗余辅助计算机,由于冗余辅助计算机的备份作用,当系统出现故障时,无需停机系统可连续安全运行,因此,说明书中关于“辅助计算机”的描述是清楚的,符合专利法第26条第3款的规定。

关于“所述主变压器为分段型结构”,合议组认为:根据本领域的公知常识可知,变压器的分段型结构指的是变压器的绕组并不是集中绕在变压器的一个铁心上、而是分段分布在铁心上的绕制方式,根据本申请的说明书第3页第5-6行的记载“采用Y-Δ曲折绕法,使变压器副边的十五个输出绕组相互错相”,因此,本领域的技术人员能够实现“所述主变压器为分段型结构”,并不会导致本专利不符合专利法第26条第3款的规定。

关于“副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°”与“IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式”,合议组认为:本专利的说明书第2页倒数第1段记载了“下面结合附图并以五级单元方式的多电平PWM叠加为例……”,说明书第3页第1段记载了“由图1可知,无电网污染高压大功率变频器由主变压器1、三相感应电机2、IGBT交直交单元桥A1-A5、B1-B5、C1-C5……组成”,说明书第3页第2段记载了“上述十五个绕组输出端,均连接一个IGBT交直交单相桥,它们分布为A1-A5、B1-B5、C1-C5。IGBT可采用三、五、七、九级串接方式。在本实施例中,IGBT采用五级串接方式……”,并且,本申请的附图1并且标识出了副边绕组为五级串联相接方式的情形,而本领域的普通技术人员根据其掌握的公知常识也可以知道,五级串联变压器副边绕组的移相角度为60°/5=12°,当取中心副边绕组输出相位为参考相位的相对0°时,则五个副边输出绕组相位可记做0°、±12°、±24°,即对应于本申请说明书第3页中IGBT采用五级串接方式的实施例中的绕组相位,因此,在此基础上,本领域技术人员能唯一确认本申请中“它采用Y-Δ曲折绕法,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°;变压器的输出绕组分别连接IGBT单元桥A1-A5、B1-B5、C1-C5”对应的是实施例中IGBT采用五级的串接方式,而本申请中所述的“IGBT单元桥为三、七、九级串联相接方式”时,副边绕组的相位会随着IGBT单元桥串联的级数不同发生相应的变化,即变压器副边绕组移相的角度为60°/m(其中m为相应串联的级数)的计算方法,因此,本专利说明书中对于“副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°”与“IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式”的说明是清楚的,符合专利法第26条第3款的规定。

关于“所述主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接”,合议组认为:本申请说明书第2页第3段记载了“所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路”,说明书第3页第3段记载了“主控计算机4、辅助计算机5、可编程控制与裁决故障的PLC6相互双向串接,其控制信号由主控计算机4输出至控制接口电路7”,本申请的附图1也明确标识出了这种双向串接的方式,并且对于计算机之间采用双向串接的连接方式的实现也是本领域的公知常识,因此,本领域技术人员根据本申请说明书文字及附图的记载,能清楚地实现所述主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接”的技术手段,因此,符合专利法第26条第3款的规定。



3.专利法实施细则第20条第1款

专利法实施细则第20条第1款规定,权利要求书应当说明发明或者实用新型的技术特征,清楚、简要地表述请求保护的范围。

说明书和权利要求书是记载发明或者实用新型及确定其保护范围的法律文件。根据专利法第56条第1款的规定,发明或者实用新型专利权的保护范围以其权利要求的内容为准,说明书及附图可以用于解释权利要求。

关于权利要求1,合议组认为:均压变压器(即balancer transformer)是本领域技术人员对电压平衡变压器的简称,而利用变压器的不同绕接方式改变其相角即为移相,“移相、均压型主变压器”清楚地限定了变压器的类型; “辅助计算机”即为与主控计算机、PLC相互双向串接的备用辅助计算机,其描述是清楚的;“ Y-Δ曲折绕法”、“主变压器为分段型结构”为本领域公知的技术,其含义、范围也是清楚的;“光纤波形驱动与保护电路”是组成无电网污染高压大功率变频器并用于实现驱动控制和保护的电路,本领域技术人员均知晓光纤的作用为用于电路的信号传输;此外,根据本领域的公知常识:副边绕组的相位会随着IGBT单元桥串联的级数不同发生相应的变化,即变压器副边绕组移相的角度为60°/m(其中m为相应串联的级数),本领域的普通技术人员根据其掌握的公知常识可以直接唯一地确认“采用Y-Δ曲折绕法,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°”对应的是IGBT采用五级的串接方式,而当IGBT单元桥采用三、七、九级串联相接方式时,其副边绕组移相的角度必然为60°/m(其中m为3或7或9);而“所述主控计算机(4)、PLC(6)及辅助计算机(5)双向串接”清楚明确地表示了主控计算机、PLC以及辅助计算机之间的双向串接的关系,因此,权利要求1要求保护的范围是清楚的,符合专利法实施细则第20条第1款的规定。



4.专利法第26条第4款

专利法第26条第4款规定,权利要求书应当以说明书为依据,说明要求专利保护的范围。

权利要求应当以说明书为依据,是指权利要求应当得到说明书的支持。权利要求中的每一项权利要求所要求保护的技术方案应当是所属技术领域的技术人员能够从说明书充分公开的内容中得到或概括得出的技术方案。

根据说明书第3页第1段记载“由图1可知,无电网污染高压大功率变频器由……光纤波形驱动与保护电路3……等组成”,说明书第3页第3段的记载“每一组IGBT的单元输出由光纤3(上、下行)驱动控制与保护,光纤3的另一端与控制接口电路7相连接”, 由于本领域技术人员都知道IGBT单元桥需要进行驱动控制和保护,且这种驱动和保护功能一般只能由电路来实现,而且光纤一般用于传输信号而不可能实现驱动控制和保护,因此,权利要求1中的“光纤波形驱动与保护电路”是组成无电网污染高压大功率变频器并用于实现驱动控制和保护的电路,并且附图1中也标识出了光纤波形驱动与保护电路的具体连接关系;而“主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法”为本领域公知的技术,本领域技术人员均知晓其具体结构,说明书第3页第5-6行记载了“采用Y-Δ曲折绕法,使变压器副边的十五个输出绕组相互错相”,说明书第2页第1段指出“所述的主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法,其副边输出绕组相位分别为0°、±12°、±24°”,并在附图1中也标识出了主变压器的主、副边的结构关系;对于三、七、九级串联相接方法,说明书第3页第2段明确记载了IGBT可采用三、五、七、九级串接方式,此外,本领域的普通技术人员根据其掌握的公知常识也可以知道,副边绕组的相位会随着IGBT单元桥串联的级数不同发生相应的变化,即变压器副边绕组移相的角度为60°/m(其中m为相应串联的级数),例如,五级串联变压器副边绕组的移相角度为60°/5=12°,当取中心副边绕组输出相位为参考相位的相对0°时,则五个副边输出绕组相位可记做0°、±12°、±24°,即对应于本申请说明书第3页中IGBT采用五级串接方式的实施例中的绕组相位,因此,当IGBT单元桥采用三、七、九级串联相接方式时,其副边绕组移相的角度必然为60°/m(其中m为3或7或9);因而,本领域技术人员根据其掌握的公知常识并结合说明书文字及附图部分能够概括得出权利要求1要求保护的技术方案,因此,权利要求1能够得到说明书的支持,符合专利法第26条第4款的规定。



5.专利法第22条第3款

专利法第22条第3款规定,创造性,是指同申请日以前已有的技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型有实质性特点和进步。

本专利权利要求1请求保护一种无电网污染高压大功率变频器,包括:

移相、均压型主变压器,主控计算机,辅助计算机,可编程控制与裁决故障的PLC及控制接口电路,三相感应电机,IGBT交直交单元桥,光纤波形驱动与保护电路;

所述的主变压器为分段型结构,它采用Y-△曲折绕法,其副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°;变压器的输出绕组分别连接IGBT单元桥;

所述的IGBT单元桥为三、五、七、九级串联相接方式,分别连接感应电机的A、B、C三相接线端子,而每一组IGBT单元桥采用上、下行光纤驱动控制与保护;

所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路。

5.1证据1公开了一种改善中压驱动器电源质量的新方法,并公开了以下技术特征(参见证据1中文译文第1页第1段、第3页第1段-第4页第6段、附图2、3):一种改善电源质量的新方法,用于中压、变频、静态交流驱动器(对应于本专利权利要求1中的大功率变频器),这种新型驱动器注入到电网中的谐波电流低于标准IEEE519-1992的最严格要求,图2绘出了一个用于2400V驱动器的新型主电路型式,从附图2中可以看出,该驱动器在电网侧包括一电力输入3相交流任何电压的主变压器(对应于权利要求1中的移相、均压型主变压器),并且电机的每一相由串联的3个功率单元驱动,功率单元与三相感应电机(对应于权利要求1中的三相感应电机)相连,图2中的每个功率单元是一个静态PWM电源变换器,这些单元都从同一个中央控制器(对应于权利要求1中的主控计算机)接收指令,这些指令通过光纤传给各单元,此外,对4160V驱动器,每一相串联5个功率单元,集中变压器有15个次级绕组(对应于权利要求1中的IGBT单元桥为三、五级串联相接方式);图3是一个典型功率单元的原理图,其中直流电压向一个由4个IGBT组成的单相桥供电(对应于权利要求1中的IGBT交直交单元桥),由此生成单元的PWM输出;每相单元供电的变压器次级绕组在绕制时相互之间有一个较小的相角差,对于4160VAC驱动器,该相角差为12度的倍数。此外,虽然证据1的文字部分没有明确提及主变压器为分段型结构,采用Y-△曲折绕法,但是,从证据1的附图2中可以看出,其所示意的变压器即为Y-△曲折绕法的分段结构。

因此,权利要求1相对于证据1的区别为:

(1)权利要求1中明确了该大功率变频器为高压大功率变频器,而证据1中的驱动器为中压驱动器;

(2)权利要求1中包含特征:辅助计算机、可编程控制与裁决故障的PLC以及控制接口电路,并且所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路,而证据1并未公开上述特征;

(3)权利要求1中明确了副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°,而证据1中公开的特征为:对于4160VAC驱动器,该相角差为12度的倍数;

(4)权利要求1中包含光纤波形驱动与保护电路,而证据1中仅公开了来自中央控制器的指令通过光纤传给各单元,而并未公开光纤波形驱动与保护电路。

上述区别特征实际所解决的技术问题为:高压大功率变频器应用于高压领域,消除了对高压电网谐波的污染,并且不同电压等级(高压、中压)对于作为功率单元的IGBT的可靠性要求是不同的;通过辅助计算机、可编程控制与裁决故障的PLC以及控制接口电路以及备用的冗余辅助计算机与可编程控制与裁决故障的PLC以及主控计算机的双向串接,实现了自动化控制、增加了系统的可靠性;对于副边绕组相位角的具体选择,更有利于整个变频器的控制;而采用高耐压的光纤的驱动与保护电路,能使得系统运行能更安全工作,有利于保证整个系统的稳定。

证据3公开了一种可编程序控制器(PLC),并且公开了以下特征(参见证据3第49页左栏最后一段-右栏第2段):A-B公司PLC5系列可以为单、双CPU系统,用于人机接口的计算机可以是单台运行,也可以是双台或多台同时运行。如图1所示,正常运行的操作人机接口采用一台AB公司6121工业计算机,内置与可编程控制器CPU进行通讯的1784-KT模板一块,还有一台AST386备用,可预装软件……连接好通讯电缆即可开机投入使用。

证据4公开了一种由一台上位机和下位机组成的工厂供配电分布式数据监控系统,其中下位机由三台STD工业控制机和一台PLC控制器组成,证据4在图1中示出了其主机、工控机、PLC控制器的双向串接(参见证据4全文)。

证据5涉及可编程序控制器手册,并且公开了PC控制系统具有诊断监测硬件功能(参见证据5第248页)、以及在可编程控制器通信中采用原主机和备用主机的特征(参见证据5第274页图15.1)。

证据6涉及可编程序控制器,并公开了在某些重要的应用场合,对控制系统的可靠性由极高的要求,这时PC应选用冗余控制系统的特征,并特别介绍了在调速控制中,变频器的接线图(参见证据6图14-38)。

证据7是IEEE对电力系统谐波控制的实践方法和要求的推荐标准,其中公开了变频器的谐波可通过相位多重化来减小,并给出了相互之间精确移相的角度为60/m度的值(参见证据7译文)。

证据8中介绍了IGBT主要用于通用逆变器中(参见证据8第221页)以及给出了IGBT逆变器的结构图(参见证据8第226页)。

合议组认为,虽然证据3公开了辅助计算机的特征,证据4公开了主控计算机与PLC的双向串接的特征,证据5公开了辅助计算机以及PC控制系统的诊断监测功能,证据6公开了PC选用冗余控制系统的特征,证据7公开了减小谐波时移相角度的选择值,证据8公开了IGBT在逆变器中的应用特征,但是,请求人提交的其他现有技术(证据3、4)与公知技术(例如,证据5-8)均未公开权利要求1中光纤波形驱动与保护电路、将可编程控制与裁决故障的PLC应用于高压电网的大功率变频器领域中的特征,也没有给出需要进一步采用光纤波形驱动与保护电路并将可编程控制与裁决故障的PLC应用于高压大功率变频器领域中的技术启示,同时也未给出将证据1中的中压驱动器应用于权利要求1所要求保护的高压电网的技术启示,由于不同电压等级(例如高压、中压、低压)对于IGBT的可靠性要求是不同的,因此不同电压等级下的作为功率单元的IGBT的保护也是不同的,而本专利的权利要求1正是由于采用了光纤波形驱动与保护电路,并将该包含IGBT单元桥的大功率变频器应用在高压电网中,从而使得整个高压电网系统更为稳定、系统运行更为安全的技术效果。同时,权利要求1在整体上要求保护一种具有具体技术实现细节的无电网污染高压大功率变频器,特别是其具有上述区别技术特征(1)-(4),其实现了整个系统的具体构成及连接方式,单元桥的级数、连接方式、相角的选择,驱动控制和保护,而请求人提交的现有技术及公知常识中均只给出了原理和构想,不能给出得到权利要求1这样的具体的整体方案的技术启示,本领域普通技术人员在现有技术的基础上得到权利要求1的整体技术方案需要付出创造性劳动,因此,对本领域技术人员来说,在证据1、3-8的基础上得出权利要求1请求保护的技术方案并非显而易见的,权利要求1相对于证据1与公知常识、或与证据3、或与证据3和公知常识、或与证据4的结合相比具有突出的实质性特点和显著进步,具有专利法第22条第3款规定的创造性。



5.2证据2的SO2风机变频调速系统公开了一种美国robicon公司ID-PWM交流变频驱动器(参见证据2第38页倒数第3段-第40页第1段,附图13),该装置对供电电源无谐波污染,并具有智能型微处理器(对应于权利要求1中的主控计算机)及工业标准通讯接口,此外,尚有自诊断功能,与PLC及DCS实现工业标准通讯(对应于权利要求1中的可编程控制与裁决故障的PLC),附图13中示出了该逆变器接有电动机(对应于权利要求1的三相感应电机),逆变器主回路采用最先进的绝缘栅双极晶体管,并具有光导纤维控制电路,整个逆变器由15个标准的动力输出单元构成,每相5个单元(对应于权利要求1中的五级串联相接方式),控制电路采用无噪声的光纤联结(对应于权利要求1中的上、下行光纤),此外,证据2虽然文字部分没有明确其主变压器的类型,但从附图13的逆变器主回路接线图中可以看出了其采用了移相、均压型主变压器,并且为Y-△曲折绕法的分段结构。

因此,权利要求1相对于证据2的区别为:

(1)权利要求1中明确了该大功率变频器为高压大功率变频器,而证据2中的逆变器所接电源并没有公开适用高压电源;

(2)权利要求1中包含特征:辅助计算机、可编程控制与裁决故障的PLC以及控制接口电路,并且所述的主控计算机、PLC及辅助计算机双向串接,主控计算机连接软件及接口电路,而证据2仅提及具有智能型微处理器及工业标准通讯接口,并未具体公开串接的具体连接口方式;

(3)权利要求1中明确了副边绕组相位分别为0°、±12°、±24°,并且可以采用三、七、九级串接方式,而证据2中仅公开五级串接的连接方式;

(4)权利要求1中包含光纤波形驱动与保护电路,而证据2中仅公开了光导纤维控制电路,而并非驱动与保护电路;

(5)权利要求1中包含的功率单元是IGBT(即绝缘栅门极晶体管),而证据2公开的动力单元是绝缘栅双极晶体管

上述区别特征实际所解决的技术问题为:高压大功率变频器应用于高压领域,消除了对高压电网谐波的污染,并且不同电压等级(高压、中压)对于作为功率单元的IGBT的可靠性要求是不同的;通过辅助计算机、可编程控制与裁决故障的PLC以及控制接口电路以及备用的冗余辅助计算机与可编程控制与裁决故障的PLC以及主控计算机的双向串接,实现了自动化控制、增加了系统的可靠性;对于副边绕组相位角的具体选择,更有利于整个变频器的控制;而采用高耐压的光纤的驱动与保护电路,使得系统运行能更安全工作,有利于保证整个系统的稳定。

基于与前相同的理由,合议组认为,请求人提交的现有技术(证据3、4)与公知技术(例如,证据5-8)均未公开权利要求1中光纤波形驱动与保护电路、将可编程控制与裁决故障的PLC应用于高压电网的大功率变频器领域中的特征,也没有给出需要进一步采用光纤波形驱动与保护电路并将可编程控制与裁决故障的PLC应用于权利要求1所要求保护的高压大功率变频器领域中的技术启示,同时也未给出将证据1中的中压驱动器应用于高压电网的技术启示,由于不同电压等级(例如高压、中压、低压)对于作为功率单元的IGBT的可靠性要求是不同的,因此不同电压等级下的IGBT的保护也是不同的,而本专利的权利要求1正是由于采用了光纤波形驱动与保护电路,并将该包含IGBT单元桥的大功率变频器应用在高压电网中,从而使得整个高压电网系统更为稳定、系统运行更为安全的技术效果,同时,权利要求1在整体上要求保护一种具有具体技术实现细节的无电网污染高压大功率变频器,特别是其具有上述区别技术特征(1)-(4),其实现了整个系统的具体构成及连接方式,单元桥的级数、连接方式、相角的选择,驱动控制和保护,而请求人提交的现有技术及公知常识中均只给出了原理和构想,不能给出得到权利要求1这样的具体的整体方案的技术启示,本领域普通技术人员在现有技术的基础上得到权利要求1的整体技术方案需要付出创造性劳动,因此,对本领域技术人员来说,在证据2、3-8的基础上得出权利要求1请求保护的技术方案并非显而易见的,权利要求1与证据2和公知常识、或者证据2与证据3或证据4的结合相比具有突出的实质性特点和显著进步,具有专利法第22条第3款规定的创造性。

5.3由前面5.1、5.2中对证据1、2的分析可知,证据2也没有公开权利要求1与证据1的区别技术特征(1)-(4),结合5.2的评述,证据2也不能给出结合使用上述区别技术特征的技术启示,参见上述5.1中对证据3-8的评述,请求人所提交的其他证据和公知常识中也不能给出上述区别技术特征(1)-(4)的技术启示,权利要求1相对于证据1与证据2结合,或者证据1与证据2结合公知常识,或者证据1与证据2与证据3或证据4结合具有突出的指示性特点和显著的进步,具有专利法第22条第3款规定的创造性。

5.4在权利要求1相对于请求人提出的所有的证据组合方式具有突出的实质性特点和显著进步,从而具有专利法第22条第3款规定的创造性的情况下,权利要求2-4也分别具有专利法第22条第3款规定的创造性。



三、决定

维持97100477.3号发明专利权有效。



当事人对本决定不服的,可以根据专利法第46条第2款的规定,自收到本决定之日起三个月内向北京市第一中级人民法院起诉。根据该款的规定,一方当事人起诉后,另一方当事人应当作为第三人参加诉讼。

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