目前,港口巡检机器人多采用接触式充电,电缆插头长期暴露在潮湿的空气中,存在较大的安全隐患。为保证系统的安全稳定运行,实现电源与负载的电气隔离,本文设计了一套适用于巡检机器人的单管逆变无线供电电源。论文具体工作如下:首先对单管逆变无线供电电源主电路进行研究,详细分析主电路工作过程和开关管电压应力,并对补偿网络的输入电压进行基波等效。在此基础上,对PS型主电路进行建模分析,推导出系统的增益公式,系统的电压增益与负载无关。为实现系统的无功全补偿,对主电路参数进行设计,详细分析各参数变化对传输效率的影响。其次对无线供电电源线圈进行设计,定性分析偏移错位时耦合系数与线圈尺寸的关系。在此基础上,综合考虑互感和线圈交流内阻对传输效率的影响,引入强耦合系数的概念,提出一种线圈尺寸设计方法以改善系统偏移容忍度,提高系统的传输效率。然后对无线供电电源控制系统进行设计。硬件电路包括无线通信电路、驱动电路、电压采样电路、过零检测电路和辅助电源。此外,对恒压输出的控制策略进行分析,给出整体电路的原理图。最后对单管逆变无线供电电源主电路进行仿真和实验。利用saber仿真验证理论分析和参数计算的正确性。绕制发射线圈并搭建实验平台验证补偿网络的恒压特性和控制系统的有效性。实验结果表明,设计的发射线圈能够减缓偏移错位时系统传输效率的下降趋势,验证了所提线圈设计方法的正确性。