电围栏激励器制造技术

一种用于控制以一连串脉冲的形式向围栏传递能量的激励器的操作的方法和系统，每个脉冲的能量或波形以取决于对于被施加于围栏的至少一个脉冲来说被围栏损耗的能量的量的方式改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如用于牲畜防护或控制的围栏(fence)的电气化，更具体而言涉及 提高围栏激励器(energiser)的效率和安全性。
技术介绍
电围栏行业竞争很激烈。各方正在不断地努力提高激励器的有效性并减少给定应 用所需的激励器的数目。电围栏的维护同样重要，并且正在开展工作以减少维护作为有效 屏障的电围栏所需的人为干预量。 电围栏控制中的固有问题是在没有人为干预的情况下难以以具有成本效率的方 式来切换激励器的约为8000伏的输出电压。 已经提出了许多产生单极输出的激励器，这主要是出于历史原因和由于电路要 求。 W003026362提出了一种克服不良接地条件的双极输出激励器。在国际申请PCT/ ZA2005/000179、 PCT/ZA2005/000180和PCT/ZA2006/000089中也已描述了双极输出激励 器。 已知的是设计具有多于一个的输出端子的激励器以使得能够提供不同的输出能 量水平(energy level)。在农业应用中常常使用机械操作的高电压开关来使得用户能够选 择要激励的绞合线(strand)或围栏。机械操作开关的使用是劳动密集型的，不方便且不合需要。 例如在AU 198547506中示出了使用电动开关装置的激励器。可是似乎来自激励 器的单一输出被切换到围栏中的不同导线。 已经提出了各种技术以便在仍保持在规定安全限度内的同时提高激励器的有效 输出能量，以便减少给定应用所需的激励器的数目。这些包括根据激励器所连接到的围栏 的加载来增加激励器的输出能量的反馈方案。代表上述内容的现有技术文献包括以下各项AU198826906、 NZ270570、 W088/10059、US6020658、NZ509061、W000/35253、GB2403856和PCT/2006/000089。 在许多情况下，激励器安全性已显著提高。然而，可以观察到，就本申请人所知尚 不能操作激励器以补偿围栏上的不必要的损耗。 在GB2403856中已经提出了延迟响应激励器系统。然而，其不符合实时测量和实 时响应电围栏应用。 激励器输出能量的增加引起关于由此产生的对人和动物的安全性的问题。在本申 请人所知的某些提出的实施能量控制机制中，尚未识别增加的围栏损耗的原因且尚未使该 围栏损耗最小化。例如，可能发生的是在围栏上的单个点处发生相当量的加载并危及整个 围栏的安全。本申请人没有发现一种使得能够在没有机械干预的情况下实现在沿着围栏的 不同点处的能量损耗的选择性测量并减少或消除此类损耗的技术。 另一麻烦因素是沿着围栏导致的损耗可能由于直到在围栏附近发生空气电离之前很少进行加载这一事实而不是线性的。本申请人所知的控制算法试图将围栏电压保持在 给定设定点。然而，如果可以在较低设定点下工作并同时通过提供足够的围栏电压电平，则 可以基本上减少浪费能量的损耗。关于这一点，对附图的图1进行参考，图1是围栏能量损 耗对比围栏电压的图表。可以看到，损耗随着围栏中的电压的增大而呈指数地增加。用此 类信息，可以使用控制算法来选择例如5000伏的适当工作点以便例如在农业应用中保证 3000伏的最低围栏电压。 传统上，如图2所示，用于防护应用的电围栏装置中的激励器200具有用于监控围 栏的末端204处的电压的环路202。在农业应用中也可以使用围栏末端处的电压的监控。 监控回复电压(return voltage)并使用控制算法来尝试并保持围栏上的电压。此类激励 器的波形206在图3中示出。此类系统的缺点是如果在一定的电压下在沿着围栏的某点处 发生起弧，则激励器的输出端子处的电压的任何增大将不使从起弧点开始沿着围栏的更远 的任何点处的电压增大。 图4具有正常加载的情况下的围栏电压对比距离的图表A。曲线B示出电弧对点 X处的围栏的影响和增大输出电压的影响。图5指示对围栏脉冲206的影响。曲线下面的， 总面积(C+D)与包含在脉冲中的能量成比例。如果不存在起弧，则可获得全脉冲能量。如 果存在起弧，则脉冲能量减少至部分C。显而易见的是通过增加激励器的输出电压，在起弧 点之后的围栏上的可用能量方面取得的效果微乎其微。当在围栏上存在起弧时，简单闭环 电压控制的危险是输出端子处的能量水平可以达到可能致人死亡的值。 克服电防护围栏的一种方法是将激励器输出线和回线相互连接。然后去除现有围 栏的一部分。很明显，这种行为影响围栏能量消耗，但就本申请人所知，这种因素尚未被用 于警报激活。 克服电防护围栏的另一种方法是将每个具有钩子形状的一段或多段裸线放置或 投掷到围栏上。电防护围栏通常具有交替(alternate)的火线(live)和地线绞合线。然 后，每根导线使围栏的绞合线电气短路，使得可以攀爬通过围栏，因为在非常接近短路位置 的地方电位有效地为零。 本专利技术的目的是提供一种至少部分地解决上述问题的选择性围栏激励器系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种控制以一连串脉冲的形式向围栏传递能量的激励器的操作的 方法，该方法包括以一种方式来改变每个脉冲的能量或波形的步骤，所述方式取决于对于 被施加于围栏的至少一个脉冲来说被围栏损耗的能量的量。 所述方法可以包括对于施加于围栏的接连的每个脉冲或对于施加于围栏的一个或多个脉冲以所选间隔(interval)反复确定来自围栏的能量损耗的步骤。 所述方法可以包括使围栏工作电压与能量损耗相关联的步骤。因此，可以与来自围栏的能量损耗相关地自动调整围栏工作电压。 可以相对于整个围栏或相对于围栏的所选一个或多个绞合线或区段来实现所述 方法。 可以通过使用第一极性的双极脉冲的第一部分来测量来自围栏的能量损耗，并且 可以通过使用与第一极性相反的第二极性的双极脉冲的第二部分来激励围栏。4 关于双极脉冲，可以以第一方式来改变脉冲的第一极性的第一部分的波形，并且 可以以不同于第一方式的第二方式来改变脉冲的第二极性的第二部分的波形。所述方法可 以使得包含在被改变的第一部分中的能量与包含在被改变的第二部分中的能量的总和在 预定值以下。 本专利技术还扩展至用于电围栏的选择性负载激励器系统，其包括用于向围栏施加 一连串脉冲的激励器装置(arrangement)和用于以一种方式来改变每个脉冲的能量或波 形的控制器，所述方式取决于对于被施加于围栏的至少一个脉冲来说被围栏损耗的能量的 所述激励器装置可以包括优选地可独立操作的一个或多个激励器。 所述控制器可以用来修改一个或多个脉冲的波形。所述脉冲可以选自正极性和负极性的单极脉冲和双极脉冲。在后一种情况下，双极脉冲可以是对称或不对称的。 可以以所选间隔生成交替极性的单极脉冲并将其用来从交替末端起激励围栏。可以使用具有被保持在规定限度内的总能量的双极脉冲来以规则的间隔激励围栏。有效地用一半的能量从相对末端起以规则的间隔向围栏施加交替脉冲。所述双极脉冲可以是对称的或不对称的。 所述控制器可以适合于使用双极脉冲的第一极性的第一部分来测量来自围栏的能量损耗并使用双极脉冲的与第一极性相反的第二极性的第二部分来激励围栏。 所述控制器可以包括单向电流导体。所述单向电流导体可以包括被串联地组装以实现期望的闭锁电压(blocking voltage)的一个或多个二极管。或者，所述单向电流导体可以包括可切换的有源器件。这类器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制以一连串脉冲的形式向围栏传递能量的激励器的操作的方法，该方法包括以一种方式来改变每个脉冲的能量或波形的步骤，所述方式取决于对于被施加于围栏的至少一个脉冲来说被围栏损耗的能量的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱斯利肖恩赫尔利，
申请(专利权)人：莱斯利肖恩赫尔利，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]