CN101971732B - 一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，属于新能源应用技术领域。麦田或稻田上空的风力吹动安装在收割机顶棚上的叶片式风力发电机和安装在收割机两侧及前部的转筒式风力发电机产生直流电，直流电输入控制器调整后、接着输入逆变器产生交流电，交流电输入电动机作为驱动电动机运转的动力；锂离子电池从供电网输入电流进行充电，当电动机工作时，锂离子电池通过导电线向电动机放电、即供电，电能在电动机中转化为机械能，机械能用于收割机的各个部件的运转，从而完成三麦或水稻的收割和脱粒工作。从控制器输出的另一部分直流电，用于安装在收割机后部的发光二极管的照明。

Description

一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机
技术领域
本发明涉及一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，属于新能源应用技术领域。
背景技术
风能是一种无污染的可再生能源，风力发电技术在不断成熟，风力发电将成为21世纪大规模开发的清洁能源。
中国的部分粮食产区是风能资源比较丰富的地区，劲风常年吹在处于作业或停机状态的收割机上没有得到利用，风能资源白白浪费。收割机是体积大的、表面积接触风能最多的农业机械。近年来，由于小型风力发电机和微型风力发电机的技术进步，使利用近地面的、每秒风速小于3米的风力进行发电成为可能，这就为在收割机上安装多台小型风力发电机在田间、在收割机上发电创造了条件。
现有的联合收割机全部依靠柴油机或汽油机提供动力，随着石油制品的价格不断上涨，完成收割作业的农业成本和费用越来越大，柴油机或汽油机工作时、排气管冒着黑烟，向空气中排放大量的二氧化碳和有害气体，污染了农村的自然环境。
锂离子电池是新能源，近年来技术进步很快，大容量的聚合物锂离子电池充足电以后，已能用于驱动重量大的电动汽车，做到以电代油；锂离子电池在向电动机供电、并在电动机内将电能转换成机械能的过程中不排放二氧化碳。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处。采用风力发电与锂离子电池新能源互补的新技术来提供足够的动力来驱动收割机在田间一面前进、一面收割。由于锂离子电池从供电网充入的电能大部分是火力发电厂燃烧大量煤炭产生的电能，火力发电厂在燃煤发电的过程中、要向空气中排放大量的二氧化碳。本发明采用风力发电作为驱动收割机进行作业时的补充电源，目的就是通过适当减少从供电网上向锂离子电池输入电流量、来减少对供电网供电的过度依赖，达到使用风力发电这一清洁能源来减少使用由供电网提供的电力的目的，从而实现既能减少二氧化碳排放量、又能确保收割机进行正常作业所需要的能源总量的供应。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
粮田上空吹向收割机4的风力，持续吹动安装在收割机4的顶棚9上的1台-100台叶片式风力发电机2和安装在收割机4的两侧和前部的1台-80台转筒式风力发电机1，叶片式风力发电机2和转筒式风力发电机1同时发出的直流电汇合后、通过第一导电线输入控制器7进行调整后、接着通过第二导电线输入逆变器8转换成交流电，交流电输入电动机10作为驱动电动机10运转的动力；锂离子电池3从供电网直接输入交流电进行充电，当电动机10工作时，锂离子电池3通过导电线向电动机10放电、即供电，电能在电动机10中转化为机械能，机械能通过传动带11和传动轮16驱动收割机4的各个部件运转：收割机4在田间进行收获作业时，首先是收割机4最前部的偏心拔禾轮19将三麦或水稻等禾本科谷类农作物拔起，接着通过割台推运器18将割断的茎杆连同麦穗或稻穗上传后，由纹杆滚筒17转动脱粒，脱落的谷粒依靠重力下落到上筛15的上面，靠上筛15的振动筛除谷粒中的一部分杂质，接着由风扇14吹出的风吹去谷粒中的另外一部分杂质，谷粒落到下筛12上继续振动筛除杂质，过筛后的干净谷粒通过谷粒推运器13输送到粮仓20临时储存，由卸粮搅龙21将谷粒输送出收割机4的外壳的外部灌进装粮的麻袋，工人用细麻绳扎紧麻袋口后、将粮袋推落到粮田的表面，然后由运粮卡车进田收集、装运装粮的麻袋，将麦粒或稻谷运到晒谷场上去送行翻晒；脱粒后的农作物秸秆通过键式逐稿器22的传送，从收割机4的尾部向外排出农作物秸秆散落到农田里；驾驶员坐在收割机4的驾驶室23里操纵收割机4，驾驶室23位于粮仓20的前方；从控制器7输出的另一部分直流电用于安装在收割机4后部的发光二极管5的照明。
锂离子电池3有1只——150只液态锂离子电池或1只——200只固态锂离子电池，固态锂离子电池即聚合物锂离子电池，具有更好的安全性；锂离子电池3串连起来加大电流的供电量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，属于新能源应用技术领域。麦田或稻田上空的风力吹动安装在收割机顶棚上的叶片式风力发电机和安装在收割机两侧及前部的转筒式风力发电机产生直流电，直流电输入控制器调整后、接着输入逆变器产生交流电，交流电输入电动机作为驱动电动机运转的动力；锂离子电池从供电网输入电流进行充电，当电动机工作时，锂离子电池通过导电线向电动机放电、即供电，电能在电动机中转化为机械能，机械能用于收割机的各个部件的运转，从而完成三麦或水稻的收割和脱粒工作。从控制器输出的另一部分直流电，用于安装在收割机后部的发光二极管的照明。
本发明中安装在收割机上的风力发电机是微小型独立离网式风力发电机，需要在收割机上安装多台小型风力发电机才能获得有助收割机作业的足够电能。小型风力发电机安装在收割机上就地发电的经济效益是比较好的，减少了使用柴油或汽油发电的运输成本，农户承担的成本目前仅为3元/KW·h，在一些远离供电网的地区，如果采用柴油发电或汽油发电，农户承担的成本为9元/KW·h，要高出三倍。在农村大力推广风力发电，并与锂离子电池新能源巧妙配合使用，是广大农村新能源应用的一个方向。
现举出实施例如下：
实施例一：
一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，在收割机的顶棚上安装10台叶片式风力发电机，在收割机的两侧和前部安装8台转筒式风力发电机，在风力的吹动下，全部发出电流，通过控制器和逆变器，向发动机供应交流电，结合安装20只液态锂离子电池同时向电动机供应交流电，电能在电动机中转化为机械能，向收割机的各有关部件提供进行收割和脱粒作业时所需要的能量。
实施例二：
一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，在收割机的顶棚上安装8台叶片式风力发电机，在收割机的两侧和前部安装6台转筒式风力发电机，在风力的吹动下，全部发出电流，通过控制器和逆变器，向发动机供应交流电，结合安装16只聚合物锂离子电池同时向电动机供应交流电，电能在电动机中转化为机械能，向收割机的各有关部件提供进行收割和脱粒作业时所需要的能量。

Claims (2)

1.一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，其特征是，粮田上空吹向收割机(4)的风力，持续吹动安装在收割机(4)的顶棚(9)上的1台-100台叶片式风力发电机(2)和安装在收割机(4)的两侧和前部的1台-80台转筒式风力发电机(1)，叶片式风力发电机(2)和转筒式风力发电机(1)同时发出的直流电汇合后、通过第一导电线输入控制器(7)进行调整后、接着通过第二导电线输入逆变器(8)转换成交流电，交流电输入电动机(10)作为驱动电动机(10)运转的动力；锂离子电池(3)从供电网直接输入交流电进行充电，当电动机(10)工作时，锂离子电池(3)通过导电线向电动机(10)放电、即供电，电能在电动机(10)中转化为机械能，机械能通过传动带(11)和传动轮(16)驱动收割机(4)的各个部件运转：收割机(4)在田间进行收获作业时，首先是收割机(4)最前部的偏心拔禾轮(19)将三麦或水稻等禾本科谷类农作物拔起，接着通过割台推运器(18)将割断的茎杆连同麦穗或稻穗上传后，由纹杆滚筒(17)转动脱粒，脱落的谷粒依靠重力下落到上筛(15)的上面，靠上筛(15)的振动筛除谷粒中的一部分杂质，接着由风扇(14)吹出的风吹去谷粒中的另外一部分杂质，谷粒落到下筛(12)上继续振动筛除杂质，过筛后的干净谷粒通过谷粒推运器(13)输送到粮仓(20)临时储存，由卸粮搅龙(21)将谷粒输送出收割机(4)的外壳的外部灌进装粮的麻袋，工人用细麻绳扎紧麻袋口后、将粮袋推落到粮田的表面，然后由运粮卡车进田收集、装运装粮的麻袋，将麦粒或稻谷运到晒谷场上去送行翻晒；脱粒后的农作物秸秆通过键式逐稿器(22)的传送，从收割机(4)的尾部向外排出农作物秸秆散落到农田里；驾驶员坐在收割机(4)的驾驶室(23)里操纵收割机(4)，驾驶室(23)位于粮仓(20)的前方；从控制器(7)输出的另一部分直流电用于安装在收割机(4)后部的发光二极管(5)的照明。
2.根据权利要求1所述的一种风电与锂离子电池新能源互补作为动力装置的收割机，其特征是，所述的锂离子电池(3)有1只——150只液态锂离子电池或1只——200只固态锂离子电池，固态锂离子电池即聚合物锂离子电池，具有更好的安全性；锂离子电池(3)串连起来加大电流的供电量。
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