DE10163406A1 - Elektrozaunlader mit geschütztem Ausgang - Google Patents
Elektrozaunlader mit geschütztem AusgangInfo
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Abstract
Ein Elektrozaunlader zum Anschließen an eine Elektrozaunleitung. Der Zaunlader weist einen Sensor zum Erfassen der an der Zaunleitung anliegenden Last, mindestens einen Speicherkondensator und eine Ladeschaltung zum Laden des Speicherkondensators bzw. der Speicherkondensatoren auf. Eine Steuerschaltung liefert einen Ausgangsimpuls mit einer der erfassten Last entsprechenden Energie und stellt fest, ob der aktuelle Impuls eine vorbestimmte Grenzwerteinstellung überschreiten wird, und stellt den Ausgangsimpuls so ein, dass ein Ausgangsimpuls ausgesendet wird, dessen Spannung und/oder Energie unter dem vorbestimmten Grenzwert bleibt, wenn der aktuelle Impuls den Grenzwert überschreiten wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektrozaunlader, der zum
Erzeugen von Ausgangsimpulsen ausgelegt ist, die auch während abrupter Abfälle
der Zaunleitungslast innerhalb erforderlicher Sicherheitsstandards liegen.
Zaunlader, die den Pegel der Zaunladerausgangsimpulse proportional zur
Last an der Zaunleitung steuern, sind derzeit erhältlich. Typischerweise erfassen
diese Zaunlader die Last an der Zaunleitung während eines Impulses und stellen die
Spannung des nächsten Ausgangsimpulses in Abhängigkeit von der erfassten Last
ein. Während sich diese Zaunlader zwar an die Sicherheitsstandards für
Ausgangsimpulse halten, so sind sie doch zur Ausgabe von außerhalb der in den
Sicherheitsstandards vorgegebenen Grenzwerte fähig, wenn abrupte Lastabfälle
auftreten.
Zaunlader mit gesteuerten Ausgangsimpulsen funktionieren so, dass die
Spannung des letzen Impulses überprüft wird. Wenn diese bei der erfassten Last
niedriger als die vorgesehene Leistung ist, erhöht das Zaunladersteuersystem die
Spannung für den nächsten Impuls (normalerweise durch Erhöhen des Pegels der im
Kondensator oder in den Kondensatoren des Zaunladers gespeicherten Energie), die
im nächsten Impuls zu entladen ist. Beim Einleiten des nächsten Impulses wird die
Last an der Zaunleitung während dieses Impulses nochmals erfasst und die
gespeicherte Energie gegebenenfalls noch einmal nachgestellt, um der
vorgesehenen optimalen Ausgangs-Spannung/Energie so nahe wie möglich zu
kommen. Diese Steuerschritte werden so lange wiederholt, bis die erwünschte
optimale Ausgangs-Spannung/Energie für die erfasste Last erreicht wird. Beim
Auftreten kleiner Lastwechsel kompensiert diese das System typischerweise mit
kleinen Wechseln der gespeicherten Energie und der Ausgangsspannung. Ein
Nachteil ist jedoch, wenn zu einer bestimmten Zeit der Zaunlader eine schwere Last
(von z. B. 100 Ohm) bedient und einen hohen Pegel gespeicherter Energie erreicht
hat, damit für diese Last eine genügende Leistung zur Verfügung steht, und wenn
dann die Last sich plötzlich verringert, wird der Zaunlader, der Energie für einen
nächsten Impuls, der in eine relativ schwere 100-Ohm-Last zu leiten war, den
nächsten Impuls in die leichtere Last von z. B. 500 Ohm leiten, was mit einem
Spannungs-/Energiepegel geschieht, der weit über den durch die
Sicherheitsstandards erforderlichen Grenzwerten liegt. Eine solche abrupte
Veränderung der Last kann auch auftreten, wenn z. B. ein Abschnitt eines
Elektrozauns abgeschaltet wird.
Allgemein bezieht sich die Erfindung in einem Aspekt auf ein Verfahren zum
Betreiben eines Elektrozaunladers mit den folgenden Schritten: Erfassen der Last an
einer an einen Zaunlader angeschlossenen Zaunleitung, Auslegen des Zaunladers
zum Liefern eines Ausgangsimpulses entsprechender Spannung und/oder Energie
für die während des vorhergehenden Impulses erfassten Last, Feststellen, ob die
Spannung und/oder Energie des aktuellen Ausgangsimpulses einen vorbestimmten
Grenzwert übersteigen wird, und, wenn die Spannung und/oder Energie im aktuellen
Ausgangsimpuls den Grenzwert übersteigen wird, Modifizieren des aktuellen
Ausgangsimpulses, damit die Spannung und/oder Energie den Grenzwert nicht
übersteigt.
Ob die Spannung und/oder Energie im aktuellen Impuls einen vorbestimmten
Grenzwert übersteigt, wie z. B. einen Sicherheitsstandard, kann durch eine ganze
Reihe von Verfahren bestimmt werden, wie z. B. das Bestimmen der Last während
des aktuellen Impulses und Vergleichen der Last im aktuellen Impuls mit der Last im
vorhergehenden Impuls - wenn der Vergleich eine beträchtliche Verringerung
anzeigt, wird der aktuelle Ausgangsimpuls die Sicherheitsstandards überschreiten,
und der Zaunlader leitet Energie vom Ausgangstransformator ab, um dies zu
verhindern, oder das Bestimmen der Last zu einer bestimmten Zeit während des
aktuellen Impulses und Modifizieren des verbleibenden Rests des aktuellen
Impulses, um sicherzustellen, dass die Ausgangsenergie, die Ausgangsspannung
oder der Ausgangsstrom den Sicherheitsstandardgrenzwert nicht überschreitet. Ein
weiteres Verfahren hat die folgenden Schritte: Setzen einer Spannung, eines Stroms
oder eines Energiepegels aufgrund der im vorhergehenden Impuls festgestellten Last
und Bestimmen, ob der aktuelle Ausgangsimpuls einen dieser Pegel übersteigt -
wenn der Ausgangsimpuls einen dieser Pegel übersteigt, leitet der Zaunlader
Energie vom Ausgangstransformator ab, um zu verhindern, dass ein Impuls
ausgesendet wird, der die Sicherheitsstandards übersteigt.
Bei einem weiteren Verfahren wird ein einziger Kondensator von einer Bank
von zwei oder mehr Kondensatoren entladen, es wird die Last zur Zeit des aktuellen
Impulses bestimmt und es werden in Abhängigkeit von der erfassten Last alle,
einige, oder keiner der restlichen Kondensatoren entladen.
Die an der Zaunleitung anliegende Last kann unter Verwendung einer
Tertiärwicklung am Ausgangstransformator des Zaunladers für den Elektrozaun
erfasst oder bestimmt werden. Weitere Verfahren zum Bestimmen der an der
Zaunleitung anliegenden Last weisen die folgenden Schritte auf: Verwenden eines
Erfassungsimpulses vor dem Ausgangsimpuls und Messen der an der Zaunleitung
anliegenden Last während des Erfassungsimpulses, Messen des Anstiegs der
Spannung des Ausgangsimpulses oder Messen des Ausgangspulsstroms oder
Ausgangspulsenergie zu einer vorbestimmten Zeit während des Impulses. Es
können auch noch andere Verfahren zum Erfassen der an einer Zaunleitung
anliegenden Last verwendet werden.
Während des aktuellen Impulses kann die Last durch Abtasten der Spannung
an einer Tertiärwicklung des Ausgangstransformators während des ersten Teils des
Ausgangsimpulses bestimmt werden. Alternativ dazu kann der Anstieg der
Ausgangsspannung während des ersten Teils des Ausgangsimpulses gemessen
werden, oder es kann ein Erfassungsimpuls mit niedriger Leistung unmittelbar vor
dem Aussenden des Ausgangsimpulses gesendet und die Last während des
Erfassungsimpulses bestimmt werden. Andere Verfahren zum Bestimmen der an der
Zaunleitung anliegenden Last während des aktuellen Impulses arbeiten mit einem
Messen des Impulsstroms oder der Impulsenergie zu einer vorbestimmten Zeit.
Die Energie des Ausgangsimpulses kann durch eine Anzahl unterschiedlicher
Einrichtungen eingestellt werden. Wenn die Impulsenergie in mehr als einem
Speicherkondensator gespeichert wird, kann die Energie im Ausgangsimpuls durch
Ausschalten eines Kondensators oder von Kondensatoren aus der
Entladungsschaltung oder durch Unterlassen eines Einschaltens bestimmter
Kondensatoren in die Entladungsschaltung eingestellt werden, so dass die Energie in
diesem Kondensator oder in diesen Kondensatoren nicht in den
Ausgangstransformator entladen wird und nicht einen Teil des Ausgangsimpulses
bildet. Eine weitere Alternative besteht darin, Energie von der Primärwicklung des
Ausgangstransformators abzuleiten oder die Sekundärwicklung des
Ausgangstransformators kurzzuschließen. Die abgeleitete Energie kann in eine
Impedanzvorrichtung, wie zum Beispiel einen Widerstand abgeleitet werden. Energie
kann auch von der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators abgeleitet
werden. Wieder können Impedanzschaltungen zum Ableiten überschüssiger Energie
verwendet werden. Überschüssige Energie kann auch in einen Speicherkondensator
abgeleitet werden, wo sie zur weiteren Verwendung gespeichert wird.
Allgemein bezieht sich die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt auf
einen Elektrozaunlader mit einem Sensor zum Erfassen der an der Zaunleitung
anliegenden Last, mindestens einem Speicherkondensator, einer Ladeschaltung zum
Laden des Speicherkondensators oder Speicherkondensatoren, einer zum Liefern
eines Ausgangsimpulses mit einer der während des vorhergehenden Impulses
erfassten Last entsprechenden Energie ausgelegten Einrichtung, einer Einrichtung,
die dazu ausgelegt ist, festzustellen, ob der aktuelle Ausgangsimpuls einen
vorbestimmten Grenzwert übersteigen wird, und einer Einrichtung, die zum Einstellen
des aktuellen Ausgangsimpulses zum Modifizieren des aktuellen Ausgangsimpulses
ausgelegt ist, so dass eine Spannung und/oder Energie unter dem vorbestimmten
Grenzwert bleibt, wenn der aktuelle Ausgangsimpuls diesen Grenzwert übersteigen
wird.
Die Einrichtung, die zum Feststellen ausgelegt ist, ob der aktuelle Impuls den
Grenzwert, wie z. B. einen Sicherheitsstandard, übersteigt, kann eine
Lasterfassungseinrichtung sein oder eine Einrichtung, die zum Feststellen, ob eine
Kennlinie des aktuellen Impulses einen vorbestimmten Pegel überschreitet,
ausgelegt ist.
Die Einrichtung, die zum Feststellen der an der Zaunleitung anliegenden Last
ausgelegt ist, und die Einrichtung, die zum Feststellen der Last während des
aktuellen Impulses ausgelegt ist, können die gleiche sein. Die Last kann in jedem
Fall durch eine Tertiärwicklung am Ausgangstransformator, durch
Erfassungsimpulse, durch eine Messung des Anstiegs der
Ausgangsimpulsspannung, des Ausgangsimpulsstroms oder der
Ausgangsimpulsenergie oder unter Verwendung anderer bekannter Verfahren
erfasst werden.
Der Zaunlader kann weiter eine Impedanzschaltung entweder auf der Primär-
oder der Sekundärseite des Ausgangstransformators aufweisen, in welche
überschüssige Energie abgeleitet wird. Alternativ dazu kann eine separate Wicklung
am Ausgangstransformator diesem Zweck dienen, die eine Schalteinrichtung und
eine Impedanz zum Ableiten überschüssiger Energie aufweist. Eine weitere
Alternative besteht darin, dass der Zaunlader eine schaltbare Schaltung so
angeordnet hat, dass bei einem Schalten die Sekundärwicklung des
Ausgangstransformators kurzgeschlossen oder mit einer Impedanzvorrichtung
verbunden wird, welche die Energie abführt oder zur späteren Verwendung
speichert.
Bevorzugte Ausführungsformen eines Zaunladers und eines Verfahrens der
vorliegenden Erfindung werden weiter anhand der Zeichnung lediglich als Beispiel
und ohne eine beabsichtigte Einschränkung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Zaunladers zeigt,
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine zweite bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Zaunladers zeigt und
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine dritte bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Zaunladers zeigt.
Idealerweise ändert sich der Spannungs- und/oder Energiepegel, der in eine
Elektrozaunleitung geschickt wird, in jedem Impuls, wenn sich die erfasste an der
Zaunleitung anliegende Last ändert, so dass einem mit der Zaunleitung in Kontakt
gekommenen Tier der effektivste Schlag versetzt werden kann. Dies wird
normalerweise dadurch erreicht, dass die an der Zaunleitung anliegende Last erfasst
wird und die Spannung und/oder Energie des nächsten Impulses proportional mit der
erfassten Last verändert wird. Bei einer steigenden Last, zum Beispiel wenn
wachsendes Gras und Unkraut mit der Zaunleitung in Kontakt kommt, wird auch die
Spannung und/oder Energie der Ausgangsimpulse erhöht. Zwischen dem Erfassen
der Last und dem Aussenden eines Impulses mit einem der Last entsprechenden
Spannungs- und/oder Energiepegel liegt jedoch eine Verzögerung von einem Impuls.
Dies führt nicht zu Problemen, wenn die Last erhöht wird, während in Kontakt mit der
Zaunleitung befindlichen Tieren ein Schlag versetzt wird, dessen Spannung und/oder
Energie niedriger als der durch die Sicherheitsstandards erlaubte Maximalwert ist,
wenn sich die Last jedoch in dem Zeitraum zwischen den Impulsen verringert, kann
der nächste Impuls auf einem zu hohen Pegel sein und die Sicherheitsstandards
überschreiten.
Gemäß Fig. 1 weist eine bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Zaunladers eine Energieableitschaltung 7 auf der Primärseite
des Ausgangstransformators 6 auf. Diese Schaltung wird zum Ableiten
überschüssiger Energie, die für einen Ausgangsimpuls beabsichtigt war, jedoch nicht
benötigt wurde, verwendet.
Durch eine Energieversorgung 1 wird Energie zugeführt, die zum Beispiel
Netzstrom, Batteriestrom oder Sonnenenergie sein kann. Durch einen
Ausgangstransformator 6 wird Ausgangsimpulsenergie an den Elektrozaun 4
geliefert. Zum Liefern eines Impulses an den Elektrozaun wird Energie aus der
Energieversorgung 1 in einem Speicherkondensator 3 gespeichert. Der
Speicherkondensator 3 ist als einziger Kondensator gezeigt, kann jedoch mehr als
ein Kondensator sein. Wenn der Speicherkondensator 3 auf den entsprechenden
Pegel geladen wurde, schaltet ein Steuersystem 2 den steuerbaren Schalter 9, der
typischerweise ein SCR (Thyristor) ist, zum Entladen des Speicherkondensators 3 in
den Ausgangstransformator 6 und zum Senden eines Impulses an die Zaunleitung.
Zaunlader sind allgemein so ausgelegt, dass sie ungefähr jede Sekunde einen
Impuls in den Elektrozaun leiten.
Das Steuersystem 2 erfasst die an der Zaunleitung anliegende Last und
steuert bei jedem Impuls das Laden des Kondensators 3 auf einen der Last
entsprechenden Pegel. Der Kondensator 3 kann für jeden Impulszyklus voll geladen
und teilweise entladen werden oder für jeden Impulszyklus teilweise geladen und
vollständig entladen werden. Bei vielen derzeitig verfügbaren Zaunladern wird nach
einem Bestimmen der Last und einem Steuern der Ladung des Kondensators 3
durch das Steuersystem 2 die Entladung des Kondensators 3 durch das
Steuersystem so gesteuert, dass ein der erfassten Last entsprechender Impuls in die
Zaunleitung 4 gesendet wird. Hierdurch entsteht eine Verzögerung um einen Impuls,
da die Last an dem Impuls erfasst wird, der dem Impuls vorausgeht, der mit der der
erfassten Last entsprechenden Energie ausgesendet wird. Wie oben beschrieben,
kann dies dazu führen, dass in manchen Situationen viel zu starke Impulse in die
Zaunleitung gesendet werden.
Das Steuersystem ist ebenso zum Erfassen der Last während des ersten Teils
eines jeden Ausgangsimpulses ausgelegt, zum Beispiel sind das die ersten 40 bis 60
Mikrosekunden eines Impulses von 250 Mikrosekunden. Dies kann durch die
Verwendung einer Tertiärwicklung am Ausgangstransformator des
erfindungsgemäßen Zaunladers oder durch eine andere Einrichtung bewerkstelligt
werden, wie zum Beispiel durch eine Strom- oder Spannungserfassungseinrichtung
in der Primär- oder -Sekundärschaltung des Ausgangstransformators. Ob der
aktuelle Impuls die Sicherheitsstandards übersteigt, kann ebenfalls durch ein
Bestimmen des Ansteigens der Spannung, des Stroms oder der Energie des
Ausgangsimpulses während des ersten Teils des Ausgangsimpulses oder zu einer
vorbestimmten Zeit während des Impulses erfasst werden. Bei einer weiteren
Erfassungseinrichtung wird im Steuersystem ein Pegel gesetzt und der
Ausgangsimpulsspannungspegel daraufhin überwacht, ob die Spannung des
Ausgangsimpulses den vorbestimmten Pegel übersteigt. Wenn die
Ausgangsimpulsspannung den vorbestimmten Pegel übersteigt, zeigt dies an, dass
die an der Zaunleitung anliegende Last beträchtlich abgefallen ist.
Wenn die Steuerschaltung erfasst, dass die an dem Zaun anliegende Last
gefallen ist und dass der aktuelle Ausgangsimpuls außerhalb der
Sicherheitsstandards fallen wird, aktiviert die Steuerschaltung des Zaunladers die
Schaltvorrichtung 8 zum Ableiten von Energie vom Ausgangstransformator und in die
Energieableitschaltung 7. Die Steuerschaltung 2 kann ebenfalls die Schaltvorrichtung
9 aktivieren, so dass keine Energie mehr durch die Schaltung vom Kondensator 3 an
den Ausgangstransformator 6 fließt. Das Steuersystem 2 kann zum Bestimmen der
Last während des aktuellen Impulses, der optimalen Spannung und/oder Energie für
die bestimmte Last und der Spannung und/oder Energie, die schon im aktuellen
Impuls gesendet wurde, ausgelegt sein. Wenn das Steuersystem 2 zum Berechnen
der Spannung und/oder Energie ausgelegt ist, die im aktuellen Impuls gesendet
wurde, nachdem die optimale Spannung und/oder Energie für die Last bestimmt
wurde, kann das Steuersystem zum Betreiben von Schaltvorrichtungen 8 und 9 zum
Liefern der optimalen Spannung und/oder Energie in die Last im aktuellen Impuls
ausgelegt sein. Wenn jedoch das Steuersystem feststellt, dass die Spannung
und/oder Energie im aktuellen Impuls die obigen Sicherheitsstandards übersteigt,
kann das Steuersystem die Schaltvorrichtungen 8 und 9 sofort aktivieren, wodurch
verhindert wird, dass übergroße Spannung und/oder Energie den aktuellen
Ausgangsimpuls bildet und wodurch die überschüssige Energie in die
Energieableitschaltung 7 abgeleitet wird. Dieses zweite Verfahren wird dazu führen,
dass ein schwächer als optimaler Impuls in die Zaunleitung geschickt wird. Der
Impuls nach diesem schwächeren Impuls wird dem optimalen Impuls näher sein,
wenn kein plötzlicher Lastwechsel zwischen den Impulsen auftritt.
Die Energieableitschaltung 7 kann einen parallel geschalteten Widerstand
oder eine andere Impedanzvorrichtung aufweisen. Die Energieableitschaltung kann
auch ein Kondensator oder eine Bank von Kondensatoren sein. Wenn die
Energieableitschaltung ein Kondensator oder eine Kondensatorbank ist, kann in
dieser Vorrichtungen zum Laden des Speicherkondensators 3 abgeleitete Energie zu
einer späteren Zeit verwendet werden.
Fig. 1 zeigt die Energieableitschaltung 7 auf der Primärseite des
Ausgangstransformators 6. In anderen Ausführungsformen kann die
Energieableitschaltung auf der Sekundärseite des Ausgangstransformators
angeordnet sein. In diesem Fall ist die Energieableitschaltung immer noch mit einer
Schaltvorrichtung in Reihe geschaltet, wobei die Schaltvorrichtung von der
Steuerschaltung 2 gesteuert wird. Eine Ausführungsform der Energieableitschaltung
auf der Sekundärseite des Ausgangstransformators ist eine Impedanzschaltung, die
in die Schaltung auf der Sekundärseite des Transformators eingeschaltet werden
kann. Eine weitere Ausführungsform der Energieableitschaltung ist ein schaltbarer
Kurzschluss.
Fig. 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zaunladers. Dieser Zaunlader weist eine Steuerschaltung, eine Stromversorgung
und eine Energieableitschaltung auf, die der Schaltung von Fig. 1 ähnlich sind. Der
Ausgangstransformator weist drei Primärwicklungen auf, von denen jede Energie von
einem der drei Speicherkondensatoren empfängt. Die Steuerschaltung 2 steuert,
welcher der Speicherkondensatoren 10, 11 und 12 durch die Schaltvorrichtungen 13,
14 und 15 in den Ausgangstransformator 6 entladen wird. In dieser Schaltung gibt es
drei Speicherkondensatoren und Primärwicklungen am Ausgangstransformator, es
können jedoch auch mehr als drei oder nur ein oder zwei Speicherkondensatoren
und entsprechende Transformator-Primärwicklungen sein, und drei wird hier nur als
Beispiel genannt. Außerdem kann es auch nur eine Primärwicklung geben, wobei
zwei oder mehr Kondensatoren alle durch getrennte Schaltungen gesteuert werden.
Die Steuerschaltung 2 des Zaunladers erfasst die an der Zaunleitung
anliegende Last und die optimale Ausgangsspannung und/oder -energie für die
erfasste Last. Die Last kann durch verschiedene Erfassungseinrichtungen festgestellt
werden, wie zum Beispiel durch eine Tertiärwicklung am Ausgangstransformator
oder durch Überwachen des Entladungsstroms in der Primär- oder
Sekundärwicklung des Transformators, wie zuvor genannt. Nachdem die optimale
Spannung und/oder Energie für die Last bestimmt wurde, aktiviert die
Steuerschaltung 2 die Schalter 13, 14 und 15, wodurch es den
Speicherkondensatoren erlaubt wird, Energie in den Ausgangstransformator 6 zu
entladen. Die Kondensatoren 10, 11 und 12 können in jedem Zyklus voll geladen und
nur beim Aktivieren der Schaltvorrichtungen 13, 14 und 15 entladen oder in jedem
Zyklus teilweise geladen und nur beim Aktivieren der Schalter 13, 14 und 15
entladen oder in jedem Zyklus nur teilweise geladen und vollständig entladen
werden. Wenn die Steuerschaltung 2 feststellt, dass der Ausgangsimpuls die Last im
aktuellen Impuls übersteigen wird, aktiviert die Steuerschaltung die Schaltvorrichtung
8 zum Ableiten überschüssiger Energie in die Energieableitschaltung 7. Alternativ
dazu kann die Steuerschaltung die Schaltvorrichtungen so aktivieren, dass nur ein
Speicherkondensator während des aktuellen Impulses in den Ausgangstransformator
entladen wird. In diesem Fall kann die Steuerschaltung ebenfalls die
Schaltvorrichtung 8 zum Ableiten von Energie in die Energieableitschaltung 7
aktivieren. Wie oben beschrieben, kann die Energieableitschaltung 7 eine
Impedanzvorrichtung, wie zum Beispiel einen Widerstand, oder einen Kondensator
aufweisen. Die Energieableitschaltung kann ebenfalls auf der Sekundärseite des
Ausgangstransformators 6 angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zaunladers. Dieser Zaunlader weist eine Steuerschaltung und eine Stromquelle auf,
die den Schaltungen von Fig. 1 und 2 ähnlich sind. Der Ausgangstransformator ist
ein Standardtransformator mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung. Der
Ausgangstransformator kann eine zum Erfassen der an der Zaunleitung anliegenden
Last verwendete Tertiärwicklung haben. Das Steuersystem 2 ist zum Steuern der
Schaltung der Kondensatoren 16 und 17 in die Ausgangsschaltung durch die
Schaltvorrichtungen 18 und 19 ausgelegt. In dieser Schaltung sind nur zwei
Kondensatoren gezeigt, dies ist aber nur ein Beispiel, und es können auch mehr
Kondensatoren (und damit verbundene Schaltelemente) verwendet werden.
Eine Ausgangserfassungseinrichtung 20 des Zaunladers erfasst die an der
Zaunleitung anliegende Last, und das Steuersystem 2 stellt die optimale
Spannung/Energie fest, die für die erfasste Last ausgegeben werden soll. Für jeden
Impuls werden die Kondensatoren durch die Stromversorgung 1 voll geladen. Das
Steuersystem aktiviert dann eine Schaltvorrichtung zum Entladen eines
Kondensators durch den Ausgangstransformator. Während einer Entladung des
Kondensators wird die Ausgangs-Spannung/Energie durch die
Erfassungseinrichtung 20 erfasst. Wenn der erste Kondensator vollständig entladen
ist, bevor die optimale Ausgangs-Spannung/Energie erreicht ist, dann kann das
Steuersystem nach einer vorbestimmten Verzögerung die zweite Schaltvorrichtung
zum Entladen des zweiten Kondensators durch den Ausgangstransformator
aktivieren. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, wenn es mehr als zwei
Kondensatoren im Zaunlader gibt. Wenn jedoch zwischen der erfassten Last für den
vorhergehenden Impuls und der Last am aktuellen Impuls eine plötzliche
Verringerung der Last auftritt, würde die Ausgangsspannung während der Entladung
des ersten Kondensators abrupt ansteigen, und dieses Ansteigen würde durch die
Erfassungseinrichtung 20 erfasst. Wenn das Ansteigen der Ausgangsspannung so
ist, dass die optimale Spannung/Energie vor der Verzögerung zum Auslösen des
zweiten Kondensators erreicht wird, verhindert das Steuerungssystem ein Auslösen
zusätzlicher Kondensatoren und kann die erste Schaltvorrichtung zum Stoppen der
Entladung des ersten Kondensators aktivieren, wenn die optimale Ausgangs-
Spannung/Energie erreicht wurde.
Eine Alternative zum vollständigen Laden aller Kondensatoren vor jedem
Impuls ist das Laden einer Anzahl von Kondensatoren auf eine optimale
Spannung/Energie. Bei einer sequenziellen Entladung erzeugen dann die
Kondensatoren die optimale Spannung/Energie für den zuvor erfassten Impuls.
Wenn sich die Last zwischen zwei Impulsen verringert hat und dies durch die
Erfassungseinrichtung während des aktuellen Impulses erfasst wird, dann kann die
Steuerschaltung eine Entladung einiger der Kondensatoren durch den
Ausgangstransformator stoppen.
Weitere Verfahren zum Laden und Entladen der Kondensatoren, wie zum
Beispiel ein Laden des ersten Kondensators zum Erzeugen der optimalen
Spannung/Energie für die Last am vorhergehenden Impuls und ein volles Laden
weiterer Kondensatoren kann ebenfalls beim Zaunlader von Fig. 3 eingesetzt
werden.
Auch wenn die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Schaltvorrichtungen SCRs
sind, so versteht es sich, dass natürlich auch andere geeignete Schaltvorrichtungen
verwendet werden können.
In anderen Ausführungsformen kann der Zaunlader zum Erfassen der Last im
ersten Teil eines jeden Ausgangsimpulses ausgelegt sein. Die erfasste Last kann in
einem Speicher gespeichert werden. Im nächsten Impuls wird die an der Zaunleitung
anliegende Last erneut erfasst. Die Last wird im Speicher gespeichert und mit der
Last während des vorhergehenden Impulses verglichen. Wenn sich die Last
zwischen zwei Impulsen verringert hat, kann der Zaunlader eine Schaltvorrichtung
zum Ableiten von Energie in eine Energieableitschaltung aktivieren, wodurch
verhindert wird, dass ein Ausgangsimpuls ausgesendet wird, der mehr Energie hat,
als von den Sicherheitsstandards zugelassen ist. Die Last aus dem vorhergehenden
Impuls kann aus dem Speicher gelöscht werden.
Ein weiteres Verfahren zum Feststellen der an der Zaunleitung anliegenden
Last ist die Verwendung von Erfassungsimpulsen. Erfassungsimpulse haben
typischerweise eine geringe Leistung und werden unmittelbar vor dem
Ausgangsimpuls gesendet. Die an der Zaunleitung anliegende Last wird während
des Erfassungsimpulses bestimmt, und die Steuerschaltung bestimmt dann die
optimalen Ausgangsimpulseigenschaften und aktiviert die Schaltvorrichtungen zum
Erzeugen des optimalen Ausgangsimpulses. Alternativ dazu kann die Last am
Erfassungsimpuls dazu verwendet werden zu bestimmen, ob es notwendig sein wird,
Energie während des nächsten Ausgangsimpulses abzuleiten. Die Zeit zwischen
dem Aussenden eines Erfassungsimpulses und eines Ausgangsimpulses kann in der
Größenordnung von Millisekunden oder Mikrosekunden sein. Der Zweck des
Erfassungsimpulses ist das Verringern der Zeit zwischen dem Erfassen der an der
Zaunleitung anliegenden Last und dem Aussenden eines Impulses mit einer
optimalen Schlagleistung für die erfasste Last oder der Feststellung, ob Energie im
nächsten Ausgangsimpuls abgeleitet werden muss.
Die erfindungsgemäßen Zaunlader sind so ausgelegt, dass erfasst werden
kann, ob die im vorhergehenden Impuls gemessene Last und die während des
aktuellen Impulses an der Zaunleitung anliegende Last unterschiedlich sind. Der
Zaunlader kann so ausgelegt sein, dass der Ausgangsimpuls modifiziert wird, wenn
die Differenz der Lasten größer als ein vorbestimmter Wert, wie zum Beispiel 50
Ohm, oder wenn die Differenz der Lasten größer als ein bestimmter Prozentsatz der
vorher erfassten Last ist. Wenn zum Beispiel die Differenz zwischen der an einem
ersten Impuls gemessenen Last und der an einem zweiten Impuls gemessenen Last
größer als 10% der am ersten Impuls festgestellten Last ist, kann der Zaunlader den
Ausgangsimpuls so modifizieren, dass die Energie während des zweiten Impulses
verringert wird. Es versteht sich, dass die angegebenen Werte nur Beispiele sind.
Der Zaunlader kann auch so ausgelegt sein, dass ein Spannungs-, Strom-
oder Energiepegel auf der Grundlage der Last im vorhergehenden Impuls gesetzt
wird. Wenn der aktuelle Ausgangsimpuls über den vorgesetzten Pegel steigt, dann
ist das eine Anzeige für eine Verringerung der Last zwischen den Impulsen. Dann
aktiviert der Zaunlader die Energieableitschaltungen über Schaltvorrichtungen. Bei
diesem letzten Verfahren muss die Last während des aktuellen Impulses nicht direkt
erfasst werden, sondern es muss erfasst werden, dass die Impulsspannung/Energie
über den Sicherheitsstandards liegt.
Claims (24)
1. Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaunladers mit den folgenden
Schritten: Erfassen der Last an einer an den Zaunlader angeschlossenen
Zaunleitung, Auslegen des Zaunladers zum Liefern eines Ausgangsimpulses
einer entsprechenden Spannung und/oder Energie für die während eines
vorhergehenden Impulses erfasste Last, Feststellen, ob die Spannung
und/oder Energie des aktuellen Ausgangsimpulses einen vorbestimmten
Grenzwert übersteigen wird, und, wenn die Spannung und/oder Energie des
aktuellen Ausgangsimpulses den Grenzwert übersteigen wird, Modifizieren
des aktuellen Ausgangsimpulses, damit die Spannung und/oder Energie den
Grenzwert nicht übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Last während des aktuellen
Ausgangsimpulses bestimmt und mit der Last des vorhergehenden Impulses
verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem, wenn der Vergleich eine
beträchtliche Verringerung der Last anzeigt, der Zaunlader Energie aus dem
Ausgangstransformator ableitet.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei dem, wenn der
Ausgangsimpuls einen der Pegel übersteigt, der Zaunlader Energie vom
Ausgangstransformator ableitet, um zu vermeiden, dass ein ausgesendeter
Impuls den Grenzwert übersteigt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei dem die an der Zaunleitung
anliegende Last unter Verwendung einer Tertiärwicklung am
Ausgangstransformator des Elektrozaunladers erfasst oder bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die an der Zaunleitung
anliegende Last unter Verwendung von Erfassungsimpulsen vor dem
Ausgangsimpuls bestimmt und die an der Zaunleitung anliegende Last
während des Erfassungsimpulses gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die an der Zaunleitung
anliegende Last durch Messen des Spannungsanstiegs des
Ausgangsimpulses oder Messen des Ausgangsimpulsstroms oder der
Ausgangsimpulsenergie zu einer vorbestimmten Zeit während des Impulses
bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während des aktuellen
Ausgangsimpulses die Last durch Abtasten der Spannung an einer
Tertiärwicklung des Ausgangstransformators während des ersten Teils des
Ausgangsimpulses bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ausgangsspannungsanstieg
während des ersten Teils eines Ausgangsimpulses gemessen wird oder ein
Erfassungsimpuls niedriger Leistung unmittelbar vor dem Senden des
Ausgangsimpulses gesendet und die Last während des Erfassungsimpulses
bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die an der Zaunleitung
anliegende Last während des aktuellen Ausgangsimpulses durch Messen
des Impulsstroms oder der Impulsenergie zu einer vorbestimmten Zeit
bestimmt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, bei dem
Impulsenergie in mehr als einem Speicherkondensator gespeichert wird und
die Energie des Ausgangsimpulses durch Ausschalten oder Nichteinschalten
eines Kondensators oder mehrerer Kondensatoren eingestellt wird, so dass
die Energie in diesem Kondensator oder diesen Kondensatoren nicht in den
Ausgangstransformator entladen wird und nicht in den Ausgangsimpuls
eingeht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem, wenn der Vergleich eine beträchtliche
Verringerung der Last zeigt, der Zaunlader einen Kondensator oder mehrere
Kondensatoren abschaltet oder nicht einschaltet, so dass die Energie in
diesem Kondensator oder diesen Kondensatoren nicht in den
Ausgangstransformator entladen wird und nicht in den Ausgangsimpuls
eingeht.
13. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, bei dem Energie aus der Primär- oder
Sekundärwicklung des Ausgangstransformators abgeleitet oder die
Sekundärwicklung des Ausgangstransformators kurzgeschlossen wird, um
die Energie des Ausgangsimpulses einzustellen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die abgeleitete Energie in eine
Impedanzvorrichtung abgeleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem mindestens eine Impedanzschaltung
zum Ableiten überschüssiger Energie verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Energie in einen Speicherkondensator
zur Speicherung zur späteren Verwendung abgeleitet wird.
17. Elektrozaunlader, mit einem Sensor zum Erfassen der an einer mit dem
Elektrozaunlader verbundenen Zaunleitung anliegenden Last, mindestens
einem Speicherkondensator, einer Ladeschaltung zum Laden des
Speicherkondensators bzw. der Speicherkondensatoren, einer Einrichtung,
die zum Liefern eines Ausgangsimpulses mit einer der während eines
vorhergehenden Impulses erfassten Last entsprechenden Energie ausgelegt
ist, einer Einrichtung, die dazu ausgelegt ist festzustellen, ob der aktuelle
Ausgangsimpuls einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten wird, und
einer Einrichtung, die zum Einstellen des aktuellen Ausgangsimpulses zum
Modifizieren des aktuellen Ausgangsimpulses ausgelegt ist, damit die
Spannung und/oder Energie unter dem vorbestimmten Grenzwert bleibt,
wenn der aktuelle Ausgangsimpuls den Grenzwert übersteigen wird.
18. Elektrozaunlader nach Anspruch 17, bei dem der Sensor zum Feststellen, ob
der aktuelle Ausgangsimpuls den Grenzwert übersteigen wird, eine
Lasterfassungseinrichtung oder zum Feststellen, ob eine Kennlinie des
aktuellen Ausgangsimpulses einen vorbestimmten Pegel übersteigen wird,
ausgelegt ist.
19. Elektrozaunlader nach Anspruch 17, bei dem die Last in jedem Fall durch
eine Tertiärwicklung am Ausgangstransformator erfasst wird.
20. Elektrozaunlader nach Anspruch 17, bei dem die Last in jedem Fall unter
Verwendung von Erfassungsimpulsen erfasst wird.
21. Elektrozaunlader nach einem der Ansprüche 17 bis 20, weiter mit einer
Impedanzschaltung entweder auf der Primär- oder auf der Sekundärseite des
Ausgangstransformators, in die überschüssige Energie abgeleitet wird.
22. Elektrozaunlader nach einem der Ansprüche 17 bis 20, weiter mit einer
getrennten Wicklung am Ausgangstransformator und einer Schalteinrichtung
und einer Impedanz zum Ableiten überschüssiger Energie.
23. Elektrozaunlader nach einem der Ansprüche 17 bis 20, weiter mit einer
schaltbaren Schaltung, die so ausgelegt ist, dass bei einem Einschalten die
Sekundärwicklung des Ausgangstransformators kurzgeschlossen oder in
eine Impedanzvorrichtung abgeleitet wird.
24. Elektrozaunlader nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die Last in
jedem Fall durch eine Messung des Ansteigens der
Ausgangsimpulsspannung, des Ausgangsimpulsstroms oder
Ausgangsimpulsenergie erfasst wird.
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