无线充电技术是当前电气工程领域最活跃的热点研究方向之一,为电能使用模式提供了新的思路。磁耦合谐振式无线充电方式在谐振频率下能够实现较大的传输距离和较高的传输功率,已经在很多领域显示出巨大的应用前景。本文以巡检机器人为应用场景,重点进行屏蔽技术的研究。因为无线充电系统的高频电磁场存在于机器人周围临近空间中,其分布具有明显的方向性,强度会也随着位置的不同而改变,所以需要针对此系统电磁场的分布特点寻找新的屏蔽方法并评估电磁暴露值。本文首先介绍无线充电系统的工作原理。利用交流阻抗理论推导了谐振状态下的交流反射阻抗表达式。建立互感模型的等效电路图,得到品质因数和耦合系数对提升输出功率效率的重要作用。通过对趋肤效应、涡流效应、磁饱和现象计算公式的推导,得到了高频下设计磁耦合机构的特殊要求。其次,本文研究了巡检机器人的工作环境,分析无线充电产生的强磁场可能对周围环境造成的不良影响。对比电磁安全性的不同防护标准之后,选取了ICNIRP-2010导则作为评估依据。按照无线充电系统的基本原理对磁耦合机构进行设计。结合巡检机器人的应用场景和安装的尺寸要求,分别对磁耦合机构的接收线圈和发射线圈进行选型。搭建ANSYS三维仿真模型并观察磁场分布特点,对超过磁场限值的区域进行被动屏蔽和主动屏蔽的仿真设计,并且确定了屏蔽装置的最优尺寸和最优位置。最后搭建无线充电系统磁场测试平台。对铁氧体板、接收侧水平铝板、接收侧竖直铝板以及两种主动线圈的屏蔽效果进行实验研究,结果表明这些方法都能够基本满足导则的要求。其中,在接收侧同时添加水平铝板和抑制线圈能起到更好的效果。