无线电能传输技术作为一种新型电能传输技术,由于具有强大的环境适应性,可以避免传统充电方式的诸多不便,特别适合在特殊环境使用,近年来广受科研工作者的关注。本文从无线电能传输技术的水下应用角度出发,首先阐述了无线电能传输技术的发展历史、工作原理,对比了感应式、谐振式和发射式三种不同原理的无线电能传输技术的特点和优缺点,分析讨论了最适合在水下应用的技术原理,感应式无线电能传输技术发展成熟、安全性高、不需要精确定位,因此本文主要针对感应式电能传输的水下应用进行研究和分析。其次,本文从水下环境不稳定因素出发,针对无线充电系统中的电磁耦合器,建立并推导了松耦合变压器的T型等效电路模型和互感模型,选择出最适合描述松耦合变压器的模型。建立耦合器的线圈未对准模型,分别分析了线圈之间的距离、位置偏移和偏转角对互感的影响情况。对系统的补偿进行理论推导和分析,计算出不同补偿结构的特点和补偿电容,提高系统的传输效率。然后,本文分析总结了水下无线电能传输环境的特点,对分别导论了海水介质、耦合器相对位置、海水涡流场和海水压力对系统的影响。应用Maxwel l仿真软件,通过仿真和实验两种手段进行理论的验证。最后,通过前文的分析与实验验证,结合水下环境特点,设计一套水下无线充电系统方案,对耦合变压器的线圈结构、磁芯材料和结构进行分析和优化;设计了整流稳压电路、高频逆变电路的拓扑结构,并且对自主式水下机器人与基站的对接装置进行了设计。