发明创造名称:HVAC电动机负载均衡
外观设计名称:
决定号:184739
决定日:2019-07-12
委内编号:1F271931
优先权日:2011-08-10
申请(专利)号:201280039096.1
申请日:2012-08-06
复审请求人:开利公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:郭春春
合议组组长:杨静
参审员:韩蓓蓓
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:如果权利要求与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征,其中一部分区别技术特征被另一篇对比文件公开,且给出了将其与作为最接近的现有技术的对比文件相结合的启示,另一部分属于本领域的公知常识或者属于本领域技术人员容易想到的,其技术效果可以预料得到,则该权利要求相对于上述对比文件和公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201280039096.1,名称为“HVAC电动机负载均衡”的PCT发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为开利公司,申请日为2012年08月06日,优先权日为2011年08月10日,进入中国国家阶段日为2014年02月10日,公开日为2014年04月16日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年10月08日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:对比文件2(US2003098668A1,公开日为2003年05月29日)公开了一种电机的变速控制方法。独立权利要求1与对比文件2公开的内容相比,区别在于:(1)所述可变频率驱动VFD包括通过通信介质与所述HVAC系统控制器信号通信的可变频率驱动VFD控制器,所述方法包括:通过所述可变频率驱动VFD控制器控制由所述VFD处理的功率的整流和逆变;从所述可变频率驱动VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号,以通过门驱动器经由通信介质改变由逆变器执行的功率逆变的频率,所述门驱动器通过通信介质与所述可变频率驱动VFD控制器信号通信,(2)可变频率驱动VFD控制器在通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压,或借助于可变频率驱动VFD控制器和系统控制器两者分别在两个通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压;基于所述监测借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否正发生或已经发生电源故障;以及相应于所述确定而降低所述电动机的运行能力,其中降低所述电动机的运行能力包括通过降低输出至电动机的功率的频率来降低电动机的速度;其中,所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的,即将发生的或实际的电源故障的电压中断;所述系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号。独立权利要求11、16与对比文件2公开的内容相比,区别技术特征包括上述特征(2),以及(3)所述VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号以通过通信介质改变由所述逆变器执行的功率逆变的频率。然而,上述区别技术特征(2)中的一部分被对比文件3(“第五届电能质量研讨会论文集”,代双寅等,“4石化企业电压降问题研究实例”,公开日为2010年07月31日)公开,区别技术特征(2)的其余部分以及区别技术特征(1)、(3)属于本领域的公知常识或者是本领域技术人员容易想到的,并引用了公知常识的证据(“电子技术”,张友汉主编,高等教育出版社,2001年07月第一版第一次印刷,出版日期2001年07月31日),因此权利要求1、11、16不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。从属权利要求2-10、12-15、17-20的附加技术特征或者被对比文件2公开或者属于本领域的公知常识或者是本领域技术人员容易想到的,因此上述权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为:2018年08月17日提交的权利要求第1-20项、进入中国国家阶段日2014年02月10日提交的国际申请中文译文的说明书第1-21段、说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1.一种在HVAC系统中运行电动机的方法,其中,所述系统包括HVAC系统控制器和与所述系统控制器通信的可变频率驱动VFD,所述可变频率驱动VFD包括通过通信介质与所述HVAC系统控制器信号通信的可变频率驱动VFD控制器,所述方法包括:
通过所述可变频率驱动VFD控制器控制由所述VFD处理的功率的整流和逆变;
从所述可变频率驱动VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号,以通过门驱动器经由通信介质改变由逆变器执行的功率逆变的频率,所述门驱动器通过通信介质与所述可变频率驱动VFD控制器信号通信;
借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者分别在两个通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压,所述DC电源总线与整流器和逆变器通信,其中,所述HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号;
基于所述监测借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否正发生或已经发生电源故障;
响应于所述确定而降低所述电动机的运行能力,其中降低所述电动机的运行能力包括通过降低输出至电动机的功率的频率来降低电动机的速度;以及
通过所述HVAC系统控制器,监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。
2.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括响应于所述确定而确定所述电源总线的现有电压,其中所述电动机的所述降低的运行能力是基于所述现有电压。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在发生电源故障的情况下,所述电动机的所述降低的运行能力是基于所述电动机的预定功率排放率。
4.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括确定是否已经恢复电力,并且如果恢复电力,则增加所述电动机的所述运行能力。
5.根据权利要求4所述的方法,其中增加所述电动机的所述运行能力包括将所述电动机的所述运行能力增加到标准的稳态运行能力或降低的稳态运行能力之一。
6.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括确定所述电源总线的所述现有电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述现有电压低于所述预定阈值,则关闭所述电动机。
7.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括确定所述电源总线的所述现有电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述现有电压不低于所述预定阈值,则持续定期地降低所述电动机的所述运行能力直到所述电源总线的所述现有电压低于所述预定阈值。
8.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括确定所述电源总线的所述现有电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述现有电压不低于所述预定阈值,则维持所述电动机的所述降低的运行能力直到所述电源总线的所述现有电压低于所述预定阈值。
9.根据权利要求1所述的方法,其中确定是否正发生或已经发生电源故障包括确定所述电源总线的所述电压是否已减少到标称功率电平以下。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述电动机是HVAC系统的组件。
11.一种系统,其包括:
系统控制器;
可变频率驱动(VFD),其与所述系统控制器通信,所述VFD包括VFD控制器;
以及
电动机,其与所述VFD通信;
其中所述VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置于其中与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且其中所述VFD被配置来响应于所述确定而通过降低输出至电动机的功率的频率来降低所述电动机的速度;
其中,所述系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号;且
其中,所述VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号以通过通信介质改变由所述逆变器执行的功率逆变的频率;以及
其中,所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述电动机的所述降低的速度是基于所述电源总线的所述电压。
13.根据权利要求11所述的系统,其中所述VFD被进一步配置来确定是否已经恢复所述系统的电力,并且如果恢复电力,所述VFD被配置来增加所述电动机的所述速度。
14.根据权利要求11所述的系统,其中所述VFD被进一步配置来确定所述电源总线的所述电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述电压低于所述预定阈值,则所述VFD被配置来指示所述系统控制器关闭所述电动机或系统。
15.根据权利要求11所述的系统,其中所述VFD被进一步配置来确定所述电源总线的所述电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述电压不低于所述预定阈值,则所述VFD被配置来持续降低所述电动机的所述速度直到所述电源总线的所述电压低于所述预定阈值。
16.一种暖通空调(HVAC)系统,其包括:
HVAC系统控制器;
可变频率驱动(VFD),其与所述HVAC系统控制器通信,所述VFD包括VFD控制器;以及
电动机,其与所述VFD通信;
其中所述VFD控制器和所述HVAC系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置在所述VFD内与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述HVAC系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且其中所述VFD被配置来响应于所述HVAC控制器的所述确定而通过降低输出至电动机的功率的频率来降低所述电动机的速度,且
其中,所述HVAC系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,且
其中,所述VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号以通过通信介质改变由所述逆变器执行的功率逆变的频率;以及
其中,所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述电动机的所述降低的速度基于所述电源总线的所述电压。
18.根据权利要求16所述的系统,其中所述HVAC系统控制器被进一步配置来确定是否已经恢复所述HVAC系统的电力,并且如果恢复电力,则所述HVAC系统控制器被配置来指示所述VFD增加所述电动机的所述速度。
19.根据权利要求16所述的系统,其中所述HVAC系统控制器被进一步配置来确定所述电源总线的所述电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述电压低于所述预定阈值,则所述HVAC系统控制器被配置来关闭所述HVAC系统。
20.根据权利要求16所述的系统,其中所述HVAC系统控制器被进一步配置来确定所述电源总线的所述电压是否低于预定阈值,并且如果所述电源总线的所述电压不低于所述预定阈值,则所述HVAC系统控制器被配置来指示所述VFD持续降低所述电动机的所述速度直到所述电源总线的所述电压低于所述预定阈值。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月23日向国家知识产权局提出了复审请求,未对申请文件进行修改。复审请求人认为:(1)公知常识证据中图10-19(房间空调变频器控制框图)所披露的“系统控制器和数字控制器两者都监测了‘逆变器的电流检测电阻的电流检测值’”不能容易想到“系统控制器和数字控制器两者都监测了‘DC总线电压’”;(2)公知常识证据中的图10-19(房间空调变频器控制框图)与图10-22(变频器的结构与工作原理)这两张图列出的两种控制架构属于完全不同的类型,不能进行结合来证明独立权利要求相对于最接近的现有技术的区别技术特征属于公知常识;(3)公知常识证据中图10-22(变频器的结构与工作原理)披露了两个控制器,但是并无证据或论述能够披露两个控制器分别为VFD控制器和HVAC控制器,并且也不能毫无疑义的确定哪个控制器向另外一个控制器提供信息。因此本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月30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,(1)对比文件3公开了“判断DC电压是否故障,故障时降低开关频率”,且设计空调控制系统包含两个控制器:变频器控制器VFD和系统控制器HVAC控制器,两个控制器相互通信是本领域的公知常识,那么“利用控制系统中的一个控制器或者两个控制器采集DC电压对本领域技术人员来说不需付出创造性劳动”;而采用证据所证明的事实是变频器控制器和系统控制器HVAC控制器可以采集同一信号,至于采集的信号具体是什么可以根据实际需要来设置,而且对比文件3公开了该控制信号是DC电压;(2)公知常识证据图10-22(变频器的结构与工作原理)中的双箭头表示HVAC系统控制器和VFD控制器相互通信,而两者相互通信时传递的信号是什么是本领域技术人员根据实际需要选择的,且速度参照值和/或需求控制信号都是电机速度闭环控制中常用的信号,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,权利要求1中也没有记载选择这两个信号的具体作用;另外,根据说明书第13段和图1的记载,本申请中的整流器只是普通的三相整流器,控制的目的是实现动态整流,这是普通的可控整流,因此“HVAC系统控制器能够向整流器提供需求控制信号”是本领域的公知常识。(3)本申请的重点在于控制策略,而不是控制系统的结构,对比文件3已经公开了控制策略,控制系统的结构已经公知举证,那么对于控制器采集的信号是DC信号,是本领域技术人员在对比文件3的基础上容易想到的。因而坚持驳回决定。
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05月08日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1与对比文件2相比,区别技术特征为:(1)所述系统还包括HVAC系统控制器,其与可变频率驱动VFD通信,以及与可变频率驱动VFD控制器通过通信介质进行信号通信,可变频率驱动VFD还包括门驱动器,可变频率驱动VFD控制器是通过门驱动器来控制驱动逆变器,所述门驱动器通过通信介质与所述可变频率驱动VFD控制器信号通信;HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号;(2)借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者分别在两个通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压,所述DC电源总线与整流器和逆变器通信,基于所述监测借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否正发生或已经发生电源故障;降低电动机的速度是通过降低输出至电动机的功率的频率来实现的;(3)通过所述HVAC系统控制器,监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断;权利要求11、16与对比文件2的区别技术特征为:(1)还包括系统控制器,其与可变频率驱动通信,其中所述系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号;VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号以驱动逆变器;(2)所述VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置于其中与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且降低电动机的速度是通过降低输出至电动机的功率的频率来实现的;(3)所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断;其中区别技术特征(1)属于本领域的公知常识,区别技术特征(2)中的大部分特征被对比文件3公开,其余特征属于本领域技术人员根据本领域的公知常识所容易想到的,区别技术特征(3)属于本领域技术人员根据工程实际需要而进行的常规选择。因此,权利要求1、11、16不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。权利要求2-10、12-15、17-20的附加技术特征或者被对比文件2公开或者属于本领域的公知常识或者是本领域技术人员容易想到的,因此上述权利要求也不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。对于复审请求人的意见,合议组认为:(1)对比文件3公开了以下技术特征:当电网发生电压暂降或短时中断时,直流母线电压迅速下降,这时通过控制回路和触发回路,适当降低变频器的输出基波频率,使其低于电机当时的转速对应的同步频率,可以实现变频器较长时间的低电压穿越(参见第204-205页)。由于直流母线电压在电网发生电压暂停或短时中断时会迅速下降,因此直流母线电压可以直接反应电网发生了电压暂降或短时中断的情况,同时,直流母线电压还可以反应整流器是否发生故障,因此本领域技术人员很容易想到通过监测直流母线电压来判断是否发生了电源故障的情况。同时,根据证据1(《电子技术》,张友汉主编,高等教育出版社,第一版第一次印刷,出版日期为2001年07月,ISBN:7-04-009277-8)所记载的内容(参见第197页图10-19):系统控制部和数字控制部同时采集直流母线上的电流检测电阻的电流值,并对该信号进行处理。可知,电机的变频控制中,系统控制部和数字控制部同时采集同一信号并对该信号进行处理是本领域的公知常识,因此,结合本领域的公知常识,在电机的变频控制中为了判断是否发生了电源故障,本领域技术人员很容易想到利用可变频率驱动VFD控制器和系统控制器中的一者或者两者分别监测DC电源总线的电压。(2)从证据1图10-19(房间空调变频器控制框图)中示出了,系统控制部与数字控制部通过通信介质进行信号通信,并且如图中系统控制部与数字控制部之间的箭头所示,系统控制部与数字控制部之间信号通信的通信流方向是系统控制部向数字控制部输出信号,由于速度参照值和/或需求控制信号是电机速度闭环控制中常用的信号,而上述证据1已经记载了系统控制部向数字控制部输出控制信号,因此,为了实现对电机速度的控制,本领域技术人员通常会选择系统控制部向数字控制部输出速度参照值和/或需求控制信号;再者,为了实现动态整流,利用系统控制器向可控整流器提供需求控制信号也是本领域技术人员的惯用手段。因此复审请求人认为本申请具备创造性的理由不具有说服力。
复审请求人于2019年06月21日提交了意见陈述书,并提交了权利要求书的修改替换页,其中修改涉及:将权利要求1、中的技术特征“所述HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号”修改为“所述HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制”,将权利要求11中的技术特征“所述系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号”修改为“所述系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制”,将权利要求16中的技术特征“所述HVAC系统控制器能够向所述VFD控制器和/或整流器提供速度参照值和/或需求控制信号”修改为“所述HVAC系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制”。复审请求人认为:对比文件2-3中均没有披露、公开或教导“通过VFD实现”的“动态整流和负载控制”,更没有披露“所述HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制”;并且证据1也没有披露或者公开任何“负载控制”,更没有披露、公开或者教导通过“速度参照值和/或需求控制信号”而能够“通过VFD实现……负载控制”;证据1完全没有披露或者公开通过VFD实现“动态整流和负载控制”这两者,或者提供关于所述特征的任何技术启示。且上述特征不属于公知常识或本领域人员容易想到的特征,因此本申请具备创造性。
复审请求人于2019年06月21日提交的修改的权利要求1、11、16如下:
“1. 一种在HVAC系统中运行电动机的方法,其中,所述系统包括HVAC系统控制器和与所述系统控制器通信的可变频率驱动VFD,所述可变频率驱动VFD包括通过通信介质与所述HVAC系统控制器信号通信的可变频率驱动VFD控制器,所述方法包括:
通过所述可变频率驱动VFD控制器控制由所述VFD处理的功率的整流和逆变;
从所述可变频率驱动VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号,以通过门驱动器经由通信介质改变由逆变器执行的功率逆变的频率,所述门驱动器通过通信介质与所述可变频率驱动VFD控制器信号通信;
借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者分别在两个通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压,所述DC电源总线与整流器和逆变器通信,其中,所述HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制;
基于所述监测借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否正发生或已经发生电源故障;
响应于所述确定而降低所述电动机的运行能力,其中降低所述电动机的运行能力包括通过降低输出至电动机的功率的频率来降低电动机的速度;以及
通过所述HVAC系统控制器,监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。”
“11.一种系统,其包括:
系统控制器;
可变频率驱动(VFD),其与所述系统控制器通信,所述VFD包括VFD控制器;
以及
电动机,其与所述VFD通信;
其中所述VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置于其中与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且其中所述VFD被配置来响应于所述确定而通过降低输出至电动机的功率的频率来降低所述电动机的速度;
其中,所述系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制;且
其中,所述VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号以通过通信介质改变由所述逆变器执行的功率逆变的频率;以及
其中,所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。”
“16.一种暖通空调(HVAC)系统,其包括:
HVAC系统控制器;
可变频率驱动(VFD),其与所述HVAC系统控制器通信,所述VFD包括VFD控制器;以及
电动机,其与所述VFD通信;
其中所述VFD控制器和所述HVAC系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置在所述VFD内与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述HVAC系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且其中所述VFD被配置来响应于所述HVAC控制器的所述确定而通过降低输出至电动机的功率的频率来降低所述电动机的速度,且
其中,所述HVAC系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制,且
其中,所述VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号以通过通信介质改变由所述逆变器执行的功率逆变的频率;以及
其中,所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。”
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
(一)审查文本的认定
复审请求人于2019年06月21日答复复审通知书时,提交了权利要求书的修改替换页(共20项权利要求),经审查,上述修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定所针对的审查文本为:复审请求人于2019年06月21日提交的权利要求第1-20项,进入中国国家阶段日2014年02月10日提交的国际申请中文译文的说明书第1-21段、说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图。
(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。
如果权利要求与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征,其中一部分区别技术特征被另一篇对比文件公开,且给出了将其与作为最接近的现有技术的对比文件相结合的启示,另一部分属于本领域的公知常识或者属于本领域技术人员容易想到的,其技术效果可以预料得到,则该权利要求相对于上述对比文件和公知常识的结合不具备创造性。
本复审决定引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书所引用的对比文件相同,即:
对比文件2:US2003098668A1,公开日为2003年05月29日;
对比文件3:“第五届电能质量研讨会论文集”,代双寅等,“4石化企业电压降问题研究实例”,公开日为2010年07月31日。
对于主张的公知常识,合议组引用以下公知常识性证据:
证据1:《电子技术》,张友汉主编,高等教育出版社,第一版第一次印刷,出版日期为2001年07月,ISBN:7-04-009277-8。
其中对比文件2作为最接近的现有技术。
1、关于权利要求1
权利要求1请求保护一种在HVAC系统中运行电动机的方法。对比文件2公开了一种用于提高可变速度驱动的穿越能力的方法,具体公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):可变速度驱动VSD可用于驱动暖通系统中的电动机,包括控制器29(相当于权利要求1中的可变频率驱动VFD控制器),通过控制器29控制VSD中的逆变器14,逆变器14产生可变电压、可变频率的交流功率传输给交流负载,在HVAC应用装置中,该负载为感应电动机16(相当于权利要求1中的通过可变频率驱动VFD控制器控制由所述VFD处理的功率的整流和逆变);控制器29基于感应的变量、参数和预设于控制器内部的算法产生门极信号200,控制逆变器14,以便提供所需的电压和频率给电动机16(相当于权利要求1中的可变频率驱动VFD控制器接收门控制信号,并且处理这些信号,以改变由逆变器执行的功率逆变的频率);当功率下降时,控制器29具有两个附加的输入,包括输入给整流器10的浮动电压Vline120和中间DC链路的输出功率PDC110,基于这些附加信号,控制器产生修改的门极信号200。控制器29监控输入给整流器10的电压Vline120来确定是否发生电压降(即权利要求1中的电源故障);如果发生电压降,控制器29修改门极信号200来降低逆变器从DC链路汲取的功率,从而使得DC链路上的电压不至于下降的过多,从而阻止VSD的低电压关闭。由于逆变器汲取的功率下降,使得电动机减速(相当于权利要求1中的响应于所述确定而降低电动机的运行能力,其中降低所述电动机的运行能力包括降低电动机的速度)。
权利要求1与对比文件2公开的内容相比,区别技术特征为:(1)所述系统还包括HVAC系统控制器,其与可变频率驱动VFD通信,以及与可变频率驱动VFD控制器通过通信介质进行信号通信,可变频率驱动VFD还包括门驱动器,可变频率驱动VFD控制器是通过门驱动器来控制驱动逆变器,所述门驱动器通过通信介质与所述可变频率驱动VFD控制器信号通信;HVAC系统控制器能够向所述可变频率驱动VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制;(2)借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者分别在两个通信介质上监测向所述电动机供电的DC电源总线的电压,所述DC电源总线与整流器和逆变器通信,基于所述监测借助于所述可变频率驱动VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否正发生或已经发生电源故障;降低电动机的速度是通过降低输出至电动机的功率的频率来实现的;(3)通过所述HVAC系统控制器,监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。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为:如何保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟。
对于区别技术特征(1),证据1(《电子技术》,张友汉主编,高等教育出版社,第一版第一次印刷,出版日期为2001年07月,ISBN:7-04-009277-8)记载了如下内容(参见第197-198页以及图10-19):用于家用空调的变频器控制框图中,在室外部分的压缩机电机的变频控制系统中,包括系统控制部(相当于权利要求1中的HVAC系统控制器)和数字控制部(相当于权利要求1中的VFD控制器),系统控制部与数字控制部通过通信介质进行信号通信,并且如图10-19系统控制部与数字控制部之间的箭头所示,系统控制部与数字控制部之间信号通信的通信流方向是系统控制部向数字控制部输出信号;系统控制部为室外部分的中心,数字控制部用于控制逆变器部分。由以上内容可知,在电机的变频控制中,设置两个控制器,其中一个控制器专门用于控制逆变器输出给电机的功率,另外一个控制器用于负责整个系统可控部件的控制,两个控制器相互通信是本领域技术人员的惯用手段;而通过门驱动器来驱动逆变器中的半导体开关开/关是本领域技术人员的惯用手段。另外,由于速度参照值和/或需求控制信号是电机速度闭环控制中常用的信号,而上述证据1已经记载了系统控制部向数字控制部输出控制信号,进而控制压缩机电机的运载能力,因此,为了实现对电机速度的控制,本领域技术人员通常会选择系统控制部向数字控制部输出速度参照值和/或需求控制信号,且通过数字控制部实现负载控制;再者,根据对比文件2公开的内容可知,可变速度驱动VSD包括整流器10,当整流器10为可控整流器时,为了实现动态整流,利用系统控制器向可控整流器提供需求控制信号也是本领域技术人员的惯用手段,进而,由于整流器为可变速度驱动VSD中的一部分,因此当本领域技术人员需要实现动态整流,而使得系统控制器向可控整流器提供需求控制信号时必然是利用可变速度驱动VSD来实现动态整流。也即上述区别技术特征(1)属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了以下技术特征(参见第204-205页):变频器是由整流器和逆变器两部分组成,整流器和逆变器之间通过直流环节相联(相当于权利要求1中的DC电源总线与整流器和逆变器通信),当电网发生电压暂降或短时中断(即权利要求1中的电源故障)时,直流母线电压迅速下降,这时通过控制回路和触发回路,适当降低变频器的输出基波频率(相当于权利要求1中的降低输出至电动机的功率的频率),使其低于电机当时的转速对应的同步频率,可以实现变频器较长时间的低电压穿越。由于直流母线电压在电网发生电压暂停或短时中断时会迅速下降,因此直流母线电压可以直接反应电网发生了电压暂降或短时中断的情况,同时,直流母线电压还可以反应整流器是否发生故障,因此本领域技术人员很容易想到通过监测直流母线电压(即权利要求1中的DC电源总线的电压)来判断是否发生了电源故障的情况。上述特征在对比文件3中所起的作用也是保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟,因此给出了将上述特征结合到对比文件2的技术启示。根据证据1所记载的内容(参见第197页图10-19):系统控制部和数字控制部同时采集直流母线上的电流检测电阻的电流值,并对该信号进行处理。由此可知,电机的变频控制中,系统控制部和数字控制部同时采集同一信号并对该信号进行处理是本领域的公知常识,因此,结合本领域的公知常识,在电机的变频控制中为了判断是否发生了电源故障,本领域技术人员很容易想到利用可变频率驱动VFD控制器和系统控制器中的一者或者两者分别监测DC电源总线的电压,其中任一者感测到直流母线电压迅速下降则确定正在发生或已经发生电源故障,并在确定正在发生或已经发生电源故障的情况降低输出至电动机的功率基波频率,由此降低电机的转速从而降低电动机的运行能力;也即,对比文件3公开了区别技术特征(2)中的大部分特征,且其余特征属于本领域技术人员根据本领域的公知常识所容易想到的。
对于区别技术特征(3),由于电力系统中功率等于电压与电流的乘积,即P=UI,所以通过感测输入功率来感测是否发生电压中断是本领域的公知常识,而选择使用系统控制器或者VFD控制器来实现这一功能是本领域技术人员根据工程实际需要而进行的常规选择,其产生的效果是可以预期的,不需要付出创造性的劳动。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3以及本领域的公知常识获得权利要求1的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
2、关于权利要求2-10
权利要求2引用权利要求1,如前述理由,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容很容易想到通过监测直流母线电压来判断是否发生了电源故障的情况,由于监测的是直流母线电压是否迅速下降,因此必然需要确定直流母线的现有电压,降低电动机的运行能力也是基于现有电压进行的。 因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求3引用权利要求2,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):当确定电压降发生时,控制器29通过修正幅值指令、频率指令来修正控制信号,从而减少逆变器流向电动机的功率。并且根据预定值调整系统运行参数也是电机控制领域常用的技术手段;在此基础上,基于电动机的预定功率排放率来降低电动机的运行能力是本领域技术人员容易想到的,不需要付出创造性的劳动。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4引用权利要求2,权利要求5引用权利要求4,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):电压降恢复正常时,VSD恢复正常的运行状态,(相当于权利要求4中的如果恢复电力,则增加所述电动机的所述运行能力)。电压降的末端被检测到后,逆变器控制器控制系统恢复正常运行的稳定状态(相当于权利要求5中的增加所述电动机的所述运行能力包括将所述的电动机的所述运行能力增加到标准的稳态运行能力);另外,本领域技术人员根据电压恢复水平,在增加电动机的运行能力时将电动机的运行能力增加到降低的稳态运行能力也是容易想到的,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求4、5也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求6引用权利要求2,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第14段及图1-2):如果电压降持续,则停止向逆变器输入电能,而是把电能存储在直流链路上。在此基础上,本领域技术人员很容易想到确定电源总线的现有电压是否低于预定阈值,如果低于预定阈值则关闭所述电动机。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求6也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求7-8引用权利要求2,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第12段及图1-2):控制从整流器经逆变器到负载的功率,直到流向逆变器的电压低于预定范围。在此基础上,为了保持电源总线上的现有电压水平,本领域技术人员很容易想到确定所述电源总线的现有电压是否低于预定阈值,并且如果电源总线的现有电压不低于预定阈值,则持续定期地降低电动机的运行能力或者维持电动机的所述降低的运行能力直到电源总线的现有电压低于预定阈值。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求7、8也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求9引用权利要求1,其附加技术特征涉及确定电源故障的一种具体方式。然而功率是电压与电流的乘积,利用标称功率电平作为阈值,判断电源总线的电压是否下降到阈值以下从而确定是否发生电源故障是本领域技术人员的惯用手段,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求9也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求10引用权利要求1,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):电动机是HVAC系统的组件。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求10也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
3、关于权利要求11
权利要求11请求保护一种系统,对比文件2公开了一种用于提高可变速度驱动的穿越能力的控制电路,具体公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):可变速度驱动VSD可用于驱动暖通系统中的电动机,包括控制器29(相当于权利要求11中的VFD控制器),通过控制器29控制VSD中的逆变器14,逆变器14产生可变电压、可变频率的交流功率传输给交流负载,在HVAC应用装置中,该负载为感应电动机16;控制器29基于感应的变量、参数和预设于控制器内部的算法产生门极信号200,控制逆变器14,以便提供所需的电压和频率给电动机16(相当于权利要求11中的处理这些信号,以改变由逆变器执行的功率逆变的频率);当功率下降时,控制器29具有两个附加的输入,包括输入给整流器10的浮动电压Vline120和中间DC链路的输出功率PDC110,基于这些附加信号,控制器产生修改的门极信号200。控制器29监控输入给整流器10的电压Vline120来确定是否发生电压降(即权利要求11中的电源故障);如果发生电压降,控制器29修改门极信号200来降低逆变器从DC链路汲取的功率,从而使得DC链路上的电压不至于下降的过多,从而阻止VSD的低电压关闭。由于逆变器汲取的功率下降,使得电动机减速(相当于权利要求11中的响应于所述确定而降低电动机的速度)。
权利要求11与对比文件2公开的内容相比,区别技术特征为:(1)还包括系统控制器,其与可变频率驱动通信,其中所述系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制;VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号以驱动逆变器;(2)所述VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置于其中与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且降低电动机的速度是通过降低输出至电动机的功率的频率来实现的;(3)所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。基于上述区别技术特征可以确定权利要求11实际解决的技术问题为:如何保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟。
对于区别技术特征(1),证据1(《电子技术》,张友汉主编,高等教育出版社,第一版第一次印刷,出版日期为2001年07月,ISBN:7-04-009277-8)记载了如下内容(参见第197-198页以及图10-19):用于家用空调的变频器控制框图中,在室外部分的压缩机电机的变频控制系统中,包括系统控制部(相当于权利要求11中的系统控制器)和数字控制部(相当于权利要求11中的VFD控制器),系统控制部与数字控制部通过通信介质进行信号通信,并且如图10-19系统控制部与数字控制部之间的箭头所示,系统控制部与数字控制部之间信号通信的通信流方向是系统控制部向数字控制部输出信号;系统控制部为室外部分的中心,数字控制部用于控制逆变器部分。由以上内容可知,在电机的变频控制中,设置两个控制器,其中一个控制器专门用于控制逆变器输出给电机的功率,另外一个控制器用于负责整个系统可控部件的控制,两个控制器相互通信是本领域技术人员的惯用手段;而通过门驱动器来驱动逆变器中的半导体开关开/关是本领域技术人员的惯用手段。另外,由于速度参照值和/或需求控制信号是电机速度闭环控制中常用的信号,而上述证据1已经记载了系统控制部向数字控制部输出控制信号,进而控制压缩机电机的运载能力,因此,为了实现对电机速度的控制,本领域技术人员通常会选择系统控制部向数字控制部输出速度参照值和/或需求控制信号,且通过数字控制部实现负载控制;再者,根据对比文件2公开的内容可知,可变速度驱动VSD包括整流器10,当整流器10为可控整流器时,为了实现动态整流,利用系统控制器向可控整流器提供需求控制信号也是本领域技术人员的惯用手段,进而,由于整流器为可变速度驱动VSD中的一部分,因此当本领域技术人员需要实现动态整流,而使得系统控制器向可控整流器提供需求控制信号时必然是利用可变速度驱动VSD来实现动态整流。也即上述区别技术特征(1)属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了以下技术特征(参见第204-205页):变频器是由整流器和逆变器两部分组成,整流器和逆变器之间通过直流环节相联(相当于权利要求11中的DC电源总线与整流器和逆变器通信),当电网发生电压暂降或短时中断(即权利要求11中的电源故障)时,直流母线电压迅速下降,这时通过控制回路和触发回路,适当降低变频器的输出基波频率(相当于权利要求11中的降低输出至电动机的功率的频率),使其低于电机当时的转速对应的同步频率,可以实现变频器较长时间的低电压穿越。由于直流母线电压在电网发生电压暂停或短时中断时会迅速下降,因此直流母线电压可以直接反应电网发生了电压暂降或短时中断的情况,同时,直流母线电压还可以反应整流器是否发生故障,因此本领域技术人员很容易想到通过监测直流母线电压(即权利要求11中的DC电源总线的电压)来判断是否发生了电源故障的情况。上述特征在对比文件3中所起的作用也是保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟,因此给出了将上述特征结合到对比文件2的技术启示。根据证据1所记载的内容(参见第197页图10-19):系统控制部和数字控制部同时采集直流母线上的电流检测电阻的电流值,并对该信号进行处理。由此可知,电机的变频控制中,系统控制部和数字控制部同时采集同一信号并对该信号进行处理是本领域的公知常识,因此,结合本领域的公知常识,在电机的变频控制中为了判断是否发生了电源故障,本领域技术人员很容易想到利用可变频率驱动VFD控制器和系统控制器中的一者或者两者分别监测DC电源总线的电压,其中任一者感测到直流母线电压迅速下降则确定正在发生或已经发生电源故障,并在确定正在发生或已经发生电源故障的情况降低VFD输出至电动机的功率基波频率,由此降低电机的转速;也即,对比文件3公开了区别技术特征(2)中的大部分特征,且其余特征属于本领域技术人员根据本领域的公知常识所容易想到的。
对于区别技术特征(3),由于电力系统中功率等于电压与电流的乘积,即P=UI,所以通过感测输入功率来感测是否发生电压中断是本领域的公知常识,而选择使用系统控制器或者VFD控制器来实现这一功能是本领域技术人员根据工程实际需要而进行的常规选择,其产生的效果是可以预期的,不需要付出创造性的劳动。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3以及本领域的公知常识获得权利要求11的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求11不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
4、关于权利要求12-15
权利要求12引用权利要求11,如前述理由,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容很容易想到通过监测直流母线电压来判断是否发生了电源故障的情况,由于监测的是直流母线电压是否迅速下降,因此必然需要确定直流母线的电压,降低电动机的速度也是基于该电压进行的。 因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求12也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求13引用权利要求11,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):电压降恢复正常时,VSD恢复正常的运行状态(相当于权利要求13中的如果恢复电力,所述VFD被配置来增加所述电动机的速度)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求13也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求14引用权利要求11,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第14段及图1-2):如果电压降持续,则停止向逆变器输入电能,而是把电能存储在直流链路上。在此基础上,本领域技术人员很容易想到确定电源总线的电压是否低于预定阈值,如果低于预定阈值则关闭所述电动机或系统。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求14也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求15引用权利要求11,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第12段及图1-2):控制从整流器经逆变器到负载的功率,直到流向逆变器的电压低于预定范围。在此基础上,为了保持电源总线上的电压水平,本领域技术人员很容易想到确定所述电源总线的电压是否低于预定阈值,并且如果电源总线的电压不低于预定阈值,则持续地降低电动机的速度直到电源总线的电压低于预定阈值。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求15也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
5、关于权利要求16
权利要求16请求保护一种暖通空调系统,对比文件2公开了一种用于提高可变速度驱动的穿越能力的控制电路,具体公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):可变速度驱动VSD可用于驱动暖通系统中的电动机,包括控制器29(相当于权利要求16中的VFD控制器),通过控制器29控制VSD中的逆变器14,逆变器14产生可变电压、可变频率的交流功率传输给交流负载,在HVAC应用装置中,该负载为感应电动机16;控制器29基于感应的变量、参数和预设于控制器内部的算法产生门极信号200,控制逆变器14,以便提供所需的电压和频率给电动机16(相当于权利要求16中的处理这些信号,以改变由逆变器执行的功率逆变的频率);当功率下降时,控制器29具有两个附加的输入,包括输入给整流器10的浮动电压Vline120和中间DC链路的输出功率PDC110,基于这些附加信号,控制器产生修改的门极信号200。控制器29监控输入给整流器10的电压Vline120来确定是否发生电压降(即权利要求16中的电源故障);如果发生电压降,控制器29修改门极信号200来降低逆变器从DC链路汲取的功率,从而使得DC链路上的电压不至于下降的过多,从而阻止VSD的低电压关闭。由于逆变器汲取的功率下降,使得电动机减速(相当于权利要求16中的响应于所述确定而降低电动机的速度)。
权利要求16与对比文件2公开的内容相比,区别技术特征为:(1)还包括HVAC系统控制器,其与可变频率驱动通信,其中所述HVAC系统控制器能够向所述VFD控制器和整流器提供速度参照值和/或需求控制信号,以使得能够通过VFD实现动态整流和负载控制;VFD进一步包括通过通信介质与所述VFD控制器信号通信的门驱动器,且所述门驱动器能够从所述VFD控制器接收门控制信号以驱动逆变器;(2)所述VFD控制器和所述系统控制器中的一者或两者被配置来分别在两个通信介质上监测布置在VFD内与整流器和逆变器通信并向所述电动机提供电源的DC电源总线的电压,以及基于所述监测借助于所述VFD控制器和所述HVAC系统控制器中的任一者感测所述DC电源总线上的指示完全或部分电源故障的电压中断而确定是否已经发生或正发生电源故障,且降低电动机的速度是通过降低输出至电动机的功率的频率来实现的;(3)所述HVAC系统控制器进一步监测通过通信介质输入至所述可变频率驱动VFD的实际线路功率,以便感测输入功率的指示可能的、即将发生的或实际的电源故障的电压中断。基于上述区别技术特征可以确定权利要求16实际解决的技术问题为:如何保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟。
对于区别技术特征(1),证据1(《电子技术》,张友汉主编,高等教育出版社,第一版第一次印刷,出版日期为2001年07月,ISBN:7-04-009277-8)记载了如下内容(参见第197-198页以及图10-19):用于家用空调的变频器控制框图中,在室外部分的压缩机电机的变频控制系统中,包括系统控制部(相当于权利要求16中的HVAC系统控制器)和数字控制部(相当于权利要求16中的VFD控制器),系统控制部与数字控制部通过通信介质进行信号通信,并且如图10-19系统控制部与数字控制部之间的箭头所示,系统控制部与数字控制部之间信号通信的通信流方向是系统控制部向数字控制部输出信号;系统控制部为室外部分的中心,数字控制部用于控制逆变器部分。由以上内容可知,在电机的变频控制中,设置两个控制器,其中一个控制器专门用于控制逆变器输出给电机的功率,另外一个控制器用于负责整个系统可控部件的控制,两个控制器相互通信是本领域技术人员的惯用手段;而通过门驱动器来驱动逆变器中的半导体开关开/关是本领域技术人员的惯用手段。另外,由于速度参照值和/或需求控制信号是电机速度闭环控制中常用的信号,而上述证据1已经记载了系统控制部向数字控制部输出控制信号,进而控制压缩机电机的运载能力,因此,为了实现对电机速度的控制,本领域技术人员通常会选择系统控制部向数字控制部输出速度参照值和/或需求控制信号,且通过数字控制部实现负载控制;再者,根据对比文件2公开的内容可知,可变速度驱动VSD包括整流器10,当整流器10为可控整流器时,为了实现动态整流,利用系统控制器向可控整流器提供需求控制信号也是本领域技术人员的惯用手段,进而,由于整流器为可变速度驱动VSD中的一部分,因此当本领域技术人员需要实现动态整流,而使得系统控制器向可控整流器提供需求控制信号时必然是利用可变速度驱动VSD来实现动态整流。也即上述区别技术特征(1)属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了以下技术特征(参见第204-205页):变频器是由整流器和逆变器两部分组成,整流器和逆变器之间通过直流环节相联(相当于权利要求16中的DC电源总线与整流器和逆变器通信),当电网发生电压暂降或短时中断(即权利要求16中的电源故障)时,直流母线电压迅速下降,这时通过控制回路和触发回路,适当降低变频器的输出基波频率(相当于权利要求16中的降低输出至电动机的功率的频率),使其低于电机当时的转速对应的同步频率,可以实现变频器较长时间的低电压穿越。由于直流母线电压在电网发生电压暂停或短时中断时会迅速下降,因此直流母线电压可以直接反应电网发生了电压暂降或短时中断的情况,同时,直流母线电压还可以反应整流器是否发生故障,因此本领域技术人员很容易想到通过监测直流母线电压(即权利要求16中的DC电源总线的电压)来判断是否发生了电源故障的情况。上述特征在对比文件3中所起的作用也是保证电压中断时,电机不立即停机,避免重启带来的时间延迟,因此给出了将上述特征结合到对比文件2的技术启示。根据证据1所记载的内容(参见第197页图10-19):系统控制部和数字控制部同时采集直流母线上的电流检测电阻的电流值,并对该信号进行处理。由此可知,电机的变频控制中,系统控制部和数字控制部同时采集同一信号并对该信号进行处理是本领域的公知常识,因此,结合本领域的公知常识,在电机的变频控制中为了判断是否发生了电源故障,本领域技术人员很容易想到利用可变频率驱动VFD控制器和系统控制器中的一者或者两者分别监测DC电源总线的电压,其中任一者感测到直流母线电压迅速下降则确定正在发生或已经发生电源故障,并在确定正在发生或已经发生电源故障的情况降低VFD输出至电动机的功率基波频率,由此降低电机的转速;也即,对比文件3公开了区别技术特征(2)中的大部分特征,且其余特征属于本领域技术人员根据本领域的公知常识所容易想到的。
对于区别技术特征(3),由于电力系统中功率等于电压与电流的乘积,即P=UI,所以通过感测输入功率来感测是否发生电压中断是本领域的公知常识,而选择使用系统控制器或者VFD控制器来实现这一功能是本领域技术人员根据工程实际需要而进行的常规选择,其产生的效果是可以预期的,不需要付出创造性的劳动。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件3以及本领域的公知常识获得权利要求16的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求16不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
6、关于权利要求17-20
权利要求17引用权利要求16,如前述理由,本领域技术人员根据对比文件3公开的内容很容易想到通过监测直流母线电压来判断是否发生了电源故障的情况,由于监测的是直流母线电压是否迅速下降,因此必然需要确定直流母线的电压,降低电动机的速度也是基于该电压进行的。 因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求17也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求18引用权利要求16,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第21-48段及图1-2):电压降恢复正常时,VSD恢复正常的运行状态(相当于权利要求18中的如果恢复电力,所述HVAC系统控制器被配置来指示所述VFD增加所述电动机的速度)。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求18也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求19引用权利要求16,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第14段及图1-2):如果电压降持续,则停止向逆变器输入电能,而是把电能存储在直流链路上。在此基础上,本领域技术人员很容易想到确定电源总线的电压是否低于预定阈值,如果低于预定阈值则关闭所述HVAC系统。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求19也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求20引用权利要求16,对比文件2还公开了以下技术特征(参见说明书第12段及图1-2):控制从整流器经逆变器到负载的功率,直到流向逆变器的电压低于预定范围。在此基础上,为了保持电源总线上的电压水平,本领域技术人员很容易想到确定所述电源总线的电压是否低于预定阈值,并且如果电源总线的电压不低于预定阈值,则HVAC系统控制器被配置来指示所述VFD持续地降低电动机的速度直到电源总线的电压低于预定阈值。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求20也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定。
(三)关于复审请求人的意见
针对复审请求人于2019年06月21日提交的意见陈述,合议组认为,首先,对比文件2中公开了由可变速度驱动VSD中的控制器29控制逆变器14提供给感应电机16的功率,进而控制感应电机16;其中逆变器14产生可变电压、可变频率的交流功率传输给感应电机16,因此对比文件2中的VSD也是一种可变频率VFD驱动,且也是通过VFD实现的负载控制。其次,由于速度参照值和/或需求控制信号是电机速度闭环控制中常用的信号,而上述证据1已经记载了系统控制部(即系统控制器)向数字控制部(即VFD控制器)输出控制信号,进而控制压缩机电机的运载能力(即控制负载),因此,为了实现对电机速度的控制,本领域技术人员通常会选择系统控制部向数字控制部输出速度参照值和/或需求控制信号,且通过数字控制部实现负载控制;再者,根据对比文件2公开的内容可知,可变速度驱动VSD包括整流器10,当整流器10为可控整流器时,为了实现动态整流,利用系统控制器向可控整流器提供需求控制信号也是本领域技术人员的惯用手段,进而,由于整流器为可变速度驱动VSD中的一部分,因此当本领域技术人员需要实现动态整流,而使得系统控制器向可控整流器提供需求控制信号时必然是利用可变速度驱动VSD来实现动态整流。进而,通过VFD实现动态整流和负载控制属于本领域的公知常识。
因此,复审请求人认为本申请具备创造性的理由不具有说服力,合议组不予支持。
基于上述理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月08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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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