输电发送方法、设备及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及输电技术，尤其涉及一种输电发送方法、设备及系统。
【背景技术】
[0002] 无线输电概念的提出最早要追溯到1889年，物理学家兼电气工程师尼古拉?特斯 拉（N化olaTesla)带着他全球无线供电的宏大理想开始筹建华登克里夫培，向束缚电能的 导线发出了巨大的挑战。自从特斯拉点燃了人类无线输电的梦想，人们对于无线电能传输 的研究也在不断向前迈进，在过去的一个世纪中，科技和文明飞速发展，电子通信行业日新 月异，人们对无线电能传输技术的研究也有了很大突破，"隔空取电"的魔踪幻影也得W成 真。
[0003] 现有技术主要采用电磁波福射的方式将电能从输电发送设备传输给输电接收设 备。具体来说，输电发送设备可W将电信号转换为电磁波信号，通过空间传输将该电磁波信 号发送给输电接收设备；输电接收设备可W将电磁波信号再转换为电信号，从而获得电能。
[0004] 但是，上述现有技术只能在几个固定的方向上向输电接收设备发送电磁波福射， 现实中输电接收设备不一定就刚刚好位于该几个固定的方向上，该样就会出现输电接收设 备实际接收电能的功率小于在方向对准时实际接收电能的功率，导致电能传输效率低的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种输电发送方法、设备及系统，W解决输电发送设备向输电 接收设备进行无线输电时，出现输电接收设备实际接收电能的功率小于在方向对准时实际 接收电能的功率，导致电能传输效率低的问题。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供一种输电发送设备，所述输电发送设备用于对输电 接收设备进行无线输电，所述输电发送设备包括：输电电路和线圈，其中，所述输电电路包 括信号发送单元W及控制单元，所述线圈包括至少两个相互垂直的子线圈；
[0007] 所述信号发送单元，用于接收所述输电接收设备发送的需求功率信号和实际接收 功率信号，所述需求功率信号包括所述输电接收设备所需电能的功率值，所述实际接收功 率信号包括所述输电接收设备实际接收电能的功率值；
[0008] 所述控制单元，用于调整向所述输电接收设备进行无线输电的磁场方向，并且控 制所述线圈在最优磁场方向下向所述输电接收设备传输电能，并调整所述线圈的输出功率 W使所述输电接收设备实际接收电能的功率值等于所述所需电能的功率值，所述最优磁场 方向是指所述线圈的输出功率一定的情况下，所述输电接收设备实际接收电能的功率值最 大时对应的磁场方向；
[0009] 所述线圈，用于产生磁场并在所述最优磁场方向下向所述输电接收设备传输电 能。
[0010] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制单元，具体包 括：
[0011] 定向单元，用于调整所述至少两个相互垂直子线圈电流幅值的比例W及相位差， W控制所述磁场方向进行步进变化并将所述步进变化过程中所述实际接收电能的功率值 最大时所对应的磁场方向确定为所述最优磁场方向；
[0012] 功率传输单元，用于控制所述线圈在所述最优磁场方向下向所述输电接收设备传 输电能并调整所述输电发送设备的输出功率W使所述输电接收设备实际接收电能的功率 值等于所需电能的功率值。
[0013] 结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式 中，所述定向单元，包括：
[0014] 步进控制单元，用于调整所述至少两个相互垂直子线圈电流幅值的比例W及相位 差，W控制所述磁场方向W固定角度朝同一方向步进，直至回到步进前的初始位置；
[0015] 采样比较单元，用于获得所述输电接收设备在步进前的实际接收电能的功率值W 及获得每次步进后获得的实际接收电能的功率值，比较所有获得的实际接收电能的功率 值，将最大的实际接收电能的功率值对应的磁场方向确定为最优磁场方向。
[0016] 结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第H种可能的实现方式 中，所述步进控制单元，包括延时器、直流可调压电源W及高频逆变器，其中：
[0017] 所述高频逆变器，用于将所述直流可调压电源输出的直流电流转变成交流电流后 输出给所述至少两个相互垂直子线圈；
[0018] 所述延时器，用于对频率驱动信号进行延时，经过延时的所述频率驱动信号用于 使所述至少两个相互垂直子线圈的电流产生相位差，所述相位差用于确定所述至少两个线 圈产生的所述磁场方向所位于的二维象限或H维象限的范围；
[0019] 所述直流可调电源，用于输出直流电流，并且通过调整输出到所述至少两个相互 垂直子线圈的电流幅值的比例，W调整所述线圈产生的所述磁场方向在所述范围内的进行 步进变化。
[0020] 第二方面，本发明实施例提供一种电能传输系统，包括：输电发送设备和输电接收 设备，所述输电发送设备采用第一方面、第一方面的第一种至第H种中任一种可能的实现 方式中任一项所述输电发送设备，所述输电发送设备对所述输电接收设备进行无线输电；
[0021] 所述输电接收设备包括用于接收无线输电的输电接收电路和接收线圈，所述接收 线圈包括信号发送单元，所述信号发送单元用于向输电发送设备发送需求功率信号和实际 接收功率信号；所述输电接收电路用于接收所述输电发送设备通过所述无线输电的方式输 送的电能。
[0022] 第H方面，本发明实施例提供一种输电发送方法，包括：
[0023]接收输电接收设备发送的需求功率信号和实际接收功率信号，所述需求功率信号 包括所述输电接收设备所需电能的功率值，所述实际接收功率信号包括所述输电接收设备 实际接收电能的功率值；
[0024] 调整向所述输电接收设备进行无线输电的磁场方向，W在最优磁场方向下向所述 输电接收设备传输电能，所述最优磁场方向为所述线圈的输出功率一定的情况下，所述输 电接收设备实际接收电能的功率值最大时对应的磁场方向；
[0025] 调整输出功率，W使所述输电接收设备在所述最优磁场方向下实际接收电能的功 率值等于所述所需电能的功率值。
[0026] 结合第H方面，在第H发面的第一种可能的实现方式中，所述调整向所述输电接 收设备进行无线输电的磁场方向，W在最优磁场方向下向所述输电接收设备传输电能，包 括：
[0027] 在所述线圈输出功率一定的情况下，通过调整两个或H个相互垂直的子线圈的电 流幅值的比例W及相位差调整所述磁场方向，W使所述磁场方向W固定的角度步进变化；
[0028] 根据在所述磁场方向步进变化过程中接收的所述实际接收电能的功率值，将所述 输电接收设备实际接收电能的功率值最大时对应的磁场方向确定为所述最优磁场方向；
[0029] 在所述最优磁场方向下向所述输电接收设备传输电能。
[0030] 结合第H方面的第一种可能的实现方式，在第H发面的第二种可能的实现方式 中，所述根据在所述磁场方向步进变化过程中接收的所述实际接收电能的功率值，将所述 输电接收设备实际接收电能的功率值最大时对应的磁场方向确定为所述最优磁场方向，包 括：
[0031] 步骤1、获得所述输电接收设备在当前磁场方向的初始位置下的第一实际接收电 能功率值；
[0032] 步骤2、控制所述磁场方向W固定角度步进，获得步进后的磁场方向下的第二实际 接收电能功率值；
[0033] 步骤3、比较所述第一实际接收电能功率值和第二实际接收电能功率值，将二者中 较大者作为最大实际接收电能功率值；
[0034] 步骤4、控制所述磁场方向W固定角度步进，获得步进后的磁场方向下的第H实际 接收电能功率值；
[0035] 步骤5、比较所述最大实际接收电能功率值和第H实际接收电能功率值，将二者中 较大者作为最大实际接收电能功率值；
[0036] 步骤6、重复上述1-5步骤直到所述磁场方向回到初始位置，并将所述步进过程中 获得的最大实际接收电能功率值对应的磁场方向为最优磁场方向。
[0037] 结合第H方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第H发面的第H种可能的实 现方式中，所述在所述线圈输出功率一定的情况下，通过调整两个或H个相互垂直的子线 圈的电流幅值的比例W及相位差调整所述磁场方向，W使所述磁场方向W固定的角度步进 变化，包括：
[0038] 通过调整所述相位差调整所述磁场方向所位于的二维象限或H维象限的范围；
[0039] 通过调整所述电流幅值的比例调整所述磁场方向在所述范围内的偏转角度，W使 所述磁场方向W固定的角度步进变化。
[0040] 第四方面，本发明实施例提供一种输电发送装置，包括：
[0041] 通信模块，用于接收输电接收设备发送的需求功率信号和实际接收功率信号，所 述需求功率信号包括所述输电接收设备所需电能的功率值，所述实际接收功率信号包括所 述输电接收设备实际接收电能的功率值；
[0042] 最优输电模块，用于调整向所述输电接收设备进行无线输电的磁场方向，W在最 优磁场方向下向所述输电接收设备传输电能，所述最优磁场方向是指所述线圈的输出功率 一定的情况下，所述输电接收设备实际接收电能的功率值最大时对应的磁场方向；
[0043] 电能传输