SE457497B - Saett att mata ett elstaengsel samt impulsgivare foer saettets genomfoerande - Google Patents

Description

"457-497 10 15 20 25 30 35 2 formatorns sekundärlindning bestämmes för varje genom 1addningslagringsenhetens urladdning alstrad impuls samt genom att laddningslagringsenheten styres att ge ett tillskott till samma impuls, om belastningen över- stiger en förutbestämd belastning.

Den uppfinningsenliga impulsgivaren uppnår ändamålet genom att den kännetecknas av en belastníngsdetektor, vilken är anordnad att bestämma belastningen pá trans- formatorns sekundärlindning för varje i denna genom laddningslagringsenhetens urladdning alstrad impuls, samt av en av belastningsdetektorn styrd triggkrets, som är anordnad att styra laddningslagringsenheten att ge ett tillskott till samma impuls, om belastningen överstiger en förutbestämd belastning.

Den förutbestämda belastningen är, såsom framgår av det föregående, vanligen 500 ohm.

Genom uppfinningen uppnås en automatisk anpassning av uteffekten efter belastningen på stängslet, närmare bestämt på så sätt att den av myndigheterna vid den förutbestämda belastningen stipulerade, maximala uteffek- ten avges just vid denna förutbestämda belastning, vari- genom chockverkan vid den förutbestämda belastningen och lägre belastningar blir tillräcklig, medan vid be- lastningar över den förutbestämda belastningen erfor- derlig chockverkan uppnås genom ökning av uteffekten i varje enskild impuls.

Utförandet enligt uppfinningen ger en rad fördelar, exempelvis minskas energiförbrukningen och därmed ökar livslängden av batterierna vid batteridrift. Uteffektänd- ringen är enkelt anpassbar till varje enskilt lands bestämmelser och ger också fördelen av en förlängd livs- längd hos impulsgivaren.

Enligt uppfinningen bestämmes belastningen på trans- formatorns sekundärlindning företrädesvis på grundval av maximivärdet av den i sekundärlindningen alstrade impulsens spänning samt ges impulsen ett energitillskott, om maximivärdet understiger ett förutbestämt värde. 10 15 20 25 30 35 457 497 3 För undvikande av ett beroende av uppladdningen av laddnignslagringsenheten bestämmes enligt uppfinningen dock lämpligen belastningen på transformatorns sekundär- lindning på grundval av skillnaden mellan maximivärdet av den i sekundärlindningen alstrade impulsens spänning och ett impulsens ström vid motsvarande tidpunkt repre- senterande värde, varvid energitillskottet ges, om nämnda skillnad är negativ.

För undvikande av att tillskottet ges, om belast- ningen är kapacitiv, kan lämpligen fasläget mellan impul- sens spänning och ström bestämmas.

Den uppfinningsenliga impulsgivaren har närmare bestämt en belastningsdetektor, vilken är anordnad att bestämma belastningen på transformatorns sekundärlind- ning för varje i denna genom laddningslagringsenhetens urladdning alstrad impuls, samt en av belastníngsdetek- torn styrd triggkrets, som är anordnad att styra ladd- ningslagringsenheten att ge ett tillskott till samma impuls, om belastningen överstiger en förutbestämd belast- ning.

Belastningsdetektorn innefattar lämpligen en spän- ningsnivådetektor för bestämning av belastningen pà grundval av maximivärdet av den i sekundärlindningen alstrade impulsens spänning, varvid triggkretsen är anordnad att styra laddningslagringsenheten att ge till- skottet till samma impuls, om maximivärdet understiger ett förutbestämt värde. l Transformatorn har lämpligen en avkänningslindning, vilken är ansluten till spänningsnivâdetektorn och alstrar en mot spänningen hos impulsen i sekundärlindningen proportionell impuls.

Belastningsdetektorn har vidare lämpligen en ström- nivådetektor, vilken alstrar en mot strömmen hos impul- sen i sekundärlindningen proportionell utsignal, varvid belastningsdetektorn är anordnad att bestämma belast- ningen på grundval av skillnaden mellan spänningsnivå- detektorns utsignal och strömnivâdetektorns utsignal 457 497 l0 15 20 25 30 35 4 samt energitillskottet ges, om nämnda skillnad är negativ.

Laddningslagringsenheten kan lämpligen innefatta två eller flera kondensatorer, vilka är urladdningsbara medelst var sin tyristorströmställare, av vilka kondensa- torer en ger upphov till impulsen i sekundärlindningen vid slutning av tillhörande tyristorströmställare samt en annan ger upphov till energitillskottet genom trigg- kretsens slutning av den tillhörande tyristorströmstäl- laren.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig 1 är ett kretsschema för en konventionell impulsgivare för ett elstängsel. Fig 2 är ett principschema för en upp- finningsenlig impulsgivare för ett elstängsel. Fig 3 visar ett utförande av laddningslagringsenheten i en uppfinningsenlig impulsgivare för ett elstängsel. Pig 4 visar ett kretsschema för ett föredraget utförande av belastningsdetektorn och triggkretsen i en uppfinnings- enlig impulsgivare för ett elstängsel. Fig 5 visar exempel på impulser från impulsgivaren enligt uppfinningen.

Den i fig l visade, konventionella impulsgivaren för ett elstängsel består av en laddenhet 1, medelst vilken en kondensator 2 i en laddningslagringsenhet 3 kan laddas. Via en av en triggkrets 4 styrd tyristor 5 är kondensatorn 2 repetitivt urladdningsbar genom en transformators 6 primärlindning 7. Transformatorns 6 sekundärlindning 8 är ansluten dels till elstängseltrà- den 9, dels till jord. I vissa fall kan en ej visad spänningsbegränsare vara inkopplad mellan transformatorns 6 sekundärlindning 8 och elstängslet.

Laddenheten 1 kan vara batteridriven eller nätdriven och laddar vanligen kondensatorn 2 till en spänning på ungefär 600 V. Triggkretsen 4 alstrar tândpulser till tyristorn 5 med en förutbestämd repetitionsfrekvens, t ex med tidsmellanrum på ungefär 1 s.

Den av den konventionella impulsgivaren avgivna energimängden är konstant och oberoende av hur mycket 10 15 20 25 30 35 457 497 5 elstängslet belastar transformatorn 6. Om belastningen är hög, d v s resistansen mellan elstängseltráden och jord är låg, erhålles således en impuls med jämförelsevis låg spänning på stängseltrâden, medan impulsen vid låg belastning får en jämförelsevis högre spänning.

Den i fig 2 visade impulsgivaren enligt uppfinningen har en dynamisk belastningsdetektor 10, vilken är anordnad att för varje avgiven impuls bestämma belastningen på transformatorns 6 sekundärlindning 8 och att, då belast- ningen är större än ett förutbestämt värde, ge samma impuls ett energitillskott och därmed öka spänningen på stängseltráden. Det förutbestämda belastningsvärdet kan exempelvis svara mot en resistans pà 500 ohm.

Belastningsbestämningen kan göras genom bestämning av impulsens spänning i någon tidpunkt, t ex dess maximum, varvid dock en konstant uppladdning av laddningslagrings- enheten måste förutsättas. För att göra belastningsbestäm- ningen oberoende av kondensatorns uppladdning utföres bestämningen med fördel utifrân förhållandet mellan impulsens spänning och ström i någon tidpunkt, t ex tidpunkten för spänningens maximivärde.

Den i fig 3 visade laddningslagringsenheten 3' enligt uppfinningen har två kondensatorer 11, 12, vilka via var sin diod 13 resp 14 är uppladdningsbara från laddenheten l (ej visad). Kondensatorn ll är i serie' med en tyristor 15 ansluten över en första primärlindning 16 i transformatorn 6', medan kondensatorn 12 i serie med en andra tyristor 17 är ansluten över en andra primär- lindning 18 i transformatorn 6'.

Transformatorn 6' har en ytterligare lindning 19, vilken utgör en avkänningslindning och är ansluten till en första ingång till belastningsdetektorn 10. En andra ingång till belastningsdetektorn 10 är kopplad över ett ledningsstycke 20 i urladdningsbanan för kondensatorn ll i laddningslagringsenheten 3'.

En i avkänningslindningen 19 samtidigt med impulsen i sekundärlíndningen 8 inducerad impuls utgör en åter- 457 497 10 15 20 25 30 35 6 spegling av den förra vad avser dess spänning. Strömmen genom ledningsstycket 20 vid urladdning av kondensatorn ll utgör ett mått på kondensatorns ll uppladdning och även på den ström som àtföljer den i sekundärlindningen 8 inducerade impulsen. Ur signalerna pà sina tvâ ingångar kan belastningsdetektorn 10 därmed genom lämplig viktning av insignalerna bestämma belastningen på transformatorns 6' sekundärlíndning 8 för varje alstrad impuls.

Arbetssättet för kretsen i fig 3 är följande. Med kondensatorerna ll och 12 uppladdade avger triggkretsen 4 en tändpuls till tyristorn 15, varigenom kondensatorns ll laddning urladdas genom transformatorns 6' primärlind- ning 16, tyristorn 15 och ledningsstycket 20. Den i sekundärlindningen 8 inducerade impulsen pàtryckes el- stängseltráden 9. Under en första del av impulsen i sekundärlindningen 8 bestämmer belastningsdetektorn 10 belastningen på sekundärlindningen 9, närmare bestämt huruvida denna belastning överstiger eller understiger en förutbestämd belastning. Om belastningen överstiger den förutbestämda belastningen, styr belastningsdetektorn 10 triggkretsen 4 att avge en tändpuls till tyristorn 17, varigenom kondensatorns 12 laddning urladdas genom transformatorns 6' andra primärlindning 18. Detta resulte- rar i ett energitillskott till den genom kondensatorns ll urladdning erhållna impulsen i sekundärlindningen B och detta närmare bestämt under den avtagande delen av denna impuls, vars spänning därmed kan höjas avsevärt.

Om belastningen av belastningsdetektorn 10 däremot bestämmes ligga under den förutbestämda belastningen, avger triggkretsen 4 ingen tändpuls till tyristorn 17 och kondensatorn 12 urladdas ej. Dioderna 13 och 14 isolerar kondensatorerna ll och l2 från varandra, så att i detta fall ingen förnyad uppladdning av kondensatorn 12 krävs inför avgivandet av nästa impuls till elstängsel- tråden 9. ~' , Ett föredraget utförande av triggkretsen 4 och belastningsdetektorn 10 i fig 3 är visat i fig 4. Den 10 15 20 25 30 35 457 497 7 till avkänningslindningen 19 anslutna ingången till belastningsdetektorn 10 utgör ingång till en första förstärkare 21, och den till ledningsstycket 20 anslutna ingången till belastningsdetektorn 10 utgör ingång till en andra förstärkare 22. Dessa båda förstärkare är lämp- ligen operationsförstärkare med hög inimpedans. Förstär- karens 21 utgång är ansluten dels till en deriveringskrets 23, dels till den negativa ingången till en komparator 24. Förstärkarens 22 utgång är ansluten dels till en deriveringskrets 25, dels till komparatorns 24 positiva ingång. Komparatorns 24 utgång är ansluten till datain- gángen till en D-vippa 26. Deriveringskretsen 23 är via en nollgenomgångsdetektor 27 ansluten dels till D-Vippans 26 klockingàng, dels till en räknares 28 åter- ställsingång. Deriveringskretsen 25 är via en nollgenom- gångsdetektor 29 ansluten till en andra D-vippas 30 klockingáng. D-Vippans 26 inställningsingång är ansluten till jord, dess Q-utgång är ansluten till tyristorns 17 styre och dess àterställsingång är ansluten till vippans 30 Ö-utgång. Vippans 30 dataingång är jordad, dess àterställsingáng är kopplad till vippans 26 Q-utgång och dess inställningsingång är ansluten till en utgång från räknaren 28, på vilken utgång en puls uppträder för var 64:e puls på räknarens 28 ingång, som tillföres ett pulstàg med pulsfrekvensen 50 Hz. Nämnda räknarutgàng är ansluten till tyristorns 15 styre och är via en diod 31 kopplad till räknaringángen.

Arbetssättet för kretsen i fig 4 är följande. När räknaren 28 har räknat 64 pulser, avges en tändpuls till tyristorn 15, stoppas räknarens 28 arbete och in- ställes vippan 30, d v s dess Ö-utgång är "O". De genom tändningen av tyristorn 15 uppträdande insignalerna på förstärkarna 21 och 22 förstärkas av dessa och jämföres i komparatorn 24, vars utsignal är "l" om belastningen på transformatorns 6' sekundärlindning 8 är större än den förutbestämda belastningen, och "0“, om belastningen på transformatorns 6' sekundärlindning 8 är mindre än '4s7 497 10 15 20 25 30 35 8 än den förutbestämda belastningen. Förstärkarens 21 utsignal deriveras av deriveringskretsen 23 och noll- genomgångsdetektorn 27 avger en puls till vippans 26 klockingáng, när utsignalen från deriveringskretsen 23 är noll, d v s när impulsen i avkänningslindningen 19 och därmed impulsen i sekundärlindningen 8 har sitt maximala spänningsvärde. Om utsignalen från komparatorn 24 då är "l", kommer en tändpuls att avges till tyristorn 17 och samtidigt áterställs vippan 30, som i sin tur återställer vippan 26. Klockpulsen till vippan 26 åter- ställer även räknaren 28, som åter börjar räkna pulserna i pulståget på sin ingång. Om utsignalen från komparatorn 24 däremot är "O". avges ingen tändpuls till tyristorn 17 men áterställs räknaren 28 för ny pulsräkning.

När belastningen på transformatorns 6' sekundärlind- ning är i huvudsak resistiv, är pulsen på nollgenom~ gångsdetektorns 27 utgång anordnad att uppträda före pulsen på nollgenomgångsdetektorns 29 utgång. Denna senare kommer att återställa vippan 30, när vippan 26 ej avger någon puls på sin Q-utgång, och vippan 30 åter- ställer i sin tur vippan 26.

När belastningen på transformatorns 6' sekundärlind- ning 8 är kapacitiv, kommer emellertid pulsen på noll- genomgángsdetektorns 29 utgång att uppträda före pulsen på nollgenomgàngsdetektorns 27 utgång. Därmed áterställs vippan 30 och denna återställer vippan 26, innan denna senare får sin klockpuls. Någon tändpuls avges därmed ej till tyristorn 17, vilket ej heller är önskvärt i detta fall.

I fig 5 visas tvâ impulser 32 och 33, varvid impul- sen 32 svarar mot det fall att belastningen på trans- formatorns 6 sekundärlindning 8 är lägre än den förut- bestämda belastningen, d v s något energitillskott ges ej, medan impulsen 33 svarar mot det fall att belastningen är högre än den förutbestämda belastningen och att därmed ett energitillskott ges samma impuls som utgjort bas för belastningsbestämningen och detta närmare bestämt 1% n! 10 15 20 457 49? 9 i den avtagande delen av impulsen. Den totala impulstiden förlängs ej genom detta förfarande och därmed kan en avsevärd ökning av chockverkan genom ökningen av maximi- värdet för impulsens spänning uppnås.

Flera modifieringar av ovan beskrivna utförings- former är möjliga inom uppfinningens ram. Om exempelvis belastningen alltid kan förutsättas vara resistiv, kan komponenterna 25, 29 och 30 uteslutas. Om vidare uppladd- ningen av kondensatorerna ll och 12 kan göras invariabel, kan även förstärkaren 22 utelämnas och komparatorns 24 positiva ingång anslutas till en konstant referens- potential. Som ett alternativ till laddningslagringsen- heten 3' i fig 3 kan också en sådan enligt fig 1 utnyttjas, om tyristorn 5 är en släckbar tyristor. I detta senare fall kan exempelvis komparatorns 24 insignaler kastas om, så att vippan 26 på sin Q-utgång avger en slåckpuls till tyristorn 5, om belastningen pà transformatorns 6' sekundärlindning 8 understiger den förutbestämda belastningen. Ytterligare utföringsformer är uppenbara för fackmannen.

Claims (10)

457 497 10 15 20 25 30 10 PATENTKRAV

1. l. Sätt att mata ett elstängsel medelst en uppladd- ningsbar laddníngslagringsenhet (3, 3') samt en trans- formator (6, 6') med en primärlindning (7, 16, 18), genom vilken laddningslagringsenheten (3, 3') är ur-- laddningsbar, och med en sekundärlindning (8), till vilken elstängslet (9) är anslutet k ä n n e t e c k - n a t därav, att belastningen pà transformatorns (6, 6') sekundärlíndning (8) bestämmes för varje genom ladd- ningslagringsenhetens (3, 3') urladdning alstrad impuls samt att laddningslagringsenheten styres att ge ett tillskott till samma impuls, om belastningen överstiger en förutbestämd belastning.

2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda belastning bestämmes på grund- val av maximivärdet av den i sekundärlindningen (8) alstrade impulsens spänning samt att tillskottet ges, om maximivärdet understiger ett förutbestämt värde.

3. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda belastning bestämmes på grundval av skillnaden mellan maximivärdet av den i sekundärlind- ningen (8) alstrade impulsens spänning och ett impulsens ström vid motsvarande tidpunkt representerande värde samt att tillskottet ges, om nämnda skillnad är negativ.

4. Sätt enligt något av patentkravet l-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att fasläget mellan impulsens spänning och ström bestämmes samt att tillskottet för- hindras, om belastningen är kapacitiv.

5. Impulsgivare för elstängsel, innefattande en uppladdningsbar laddningslagringsenhet (3, 3') samt en transformator (6, 6') med en primärlindning (7, 16, 18), genom vilken laddningslagringsenheten (3, 3') är urladdningsbar, och med en sekundärlindning (8), till vilken elstängslet (9) är anslutet, k ä n n e t e c k - n a d av en belastningsdetektor (l0), vilken är anordnad Cl ä: 10 15 20 25 30 35 457 497 ll att bestämma belastningen på transformatorns (6, 6') sekundärlindning (8) för varje i denna genom laddnings- lagringsenhetens (3, 3') urladdning alstrad impuls, samt en av belastningsdetektorn (10) styrd triggkrets (4), som är anordnad att styra laddningslagringsenheten (3, 3') att ge ett tillskott till samma impuls, om be- lastningen överstiger en förutbestämd belastning.

6. ¿ Impulsgivare enligt patentkravet 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att belastningsdetektorn (10) innefattar en spänningsnivådetektor (21, 23, 26, 27) för bestämning av belastningen på grundval av maximi- värdet av den i sekundärlindningen (8) alstrade impulsens spänning, varvid triggkretsen (4) är anordnad att styra laddningslagringsenheten (3, 3') att ge tillskottet, om maximivärdet understiger ett förutbestämt värde.

7. Impulsgivare enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att transformatorn (6') har en avkänningslindning (19), vilken är ansluten till spännings- nivådetektorn (21, 23, 26, 27) och alstrar en mot spän- ' ningen hos impulsen i sekundärlindningen (8) proportionell impuls.

8. Impulsgivare enligt patentkravet 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att belastningsdetektorn (10) även har en strömnivàdetektor (20, 22), vilken alstrar en mot strömmen hos impulsen i sekundärlind- ningen (8) proportionell utsignal, samt att belastnings- detektorn (10) är anordnad att bestämma belastningen på grundval av skillnaden mellan spänningsnivådetektorns (21, 23, 26, 27) utsignal och strömnivàdetektorns (20, 22) utsignal, varvid tríggkretsen (4) är anordnad att styra laddningslagringsenheten (3, 3') att ge tillskottet, om nämnda skillnad är negativ.

9. Impulsgivare enligt någon av patentkraven 5-7, k ä n n e t e c k n a d därav, att laddnignslagringsen- heten (3') innefattar två kondensatorer (ll, 12), vilka är urladdningsbara medelst var sin tyristorströmställare (15, 17), av vilka kondensatorer en (ll) ger upphov 457 497 12 till impulsen i sekundärlindningen (8) vid slutning av tillhörande tyristorströmställare (15) samt den andra (12) ger upphov till energitillskottet vid slutningen av den tillhörande tyristorströmställaren (17). 5

10. Impulsgivare enligt något av patentkraven 5-9, k ä n n e t e c k n a d därav, att belastningsdetektorn (10) även innefattar en fasdetektor (30) för bestämning av om belastningen är kapacitiv och i händelse härav hindrar avgivandet av tillskottsenergin.