1.一种具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述的传输系统包括磁耦合器接收组件、磁耦合器发送组件;所述发送组件用于为接收组件提供充电磁场,所述接收组件设置在水下航行器上;所述磁耦合器发送组件包括阶梯式线圈和反串联线圈,所述阶梯式线圈位于反串联线圈内,其中阶梯式线圈用以提供均匀磁场,反串联线圈用以减小无线充电时水下航行器内部电子器件高度处的磁场强度,保证无线充电时水下航行器电子器件的安全性;所述的磁耦合器接收组件包括若干接收线圈,所述接收线圈内设置有磁芯,所述接收线圈采用螺线管结构,缠绕在磁芯周围;所述接收线圈的数量和分布与水下航行器的底部结构相适应,所述水下航行器为H形,所述接收线圈的数量为5个,其中,一个接收线圈设置在H形的中部,另外四个接收线圈固定在H形的端部。
2.根据权利要求1所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述发送组件用于产生充电磁场,接收组件在充电磁场作用下产生电能,为水下航行器的蓄电池组件充电;其中,所述阶梯式线圈由多个阶梯状发送线圈组成;所述阶梯状发送线圈由多个相互套接的阶梯状发送线圈单元组成。
3.根据权利要求2所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述阶梯状发送线圈由两个相互套接的阶梯状发送线圈单元组成;所述阶梯状发送线圈单元为矩形阶梯状结构,包括横向平台和竖向平台,矩形阶梯状线圈单元包括n段横向平台和m段竖向平台,其中,n=2m+1,m的取值均为大于0的正整数。
4.根据权利要求2所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述阶梯状发送线圈至少由四个阶梯状发送线圈单元首位相接构成,使得阶梯状发送线圈形成闭环;四个阶梯状发送线圈的整体长度相同,构成矩形阶梯状发送线圈。
5.根据权利要求2所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,组合式反串联线圈包括多个相互套接为多边形结构线圈,不同多边形结构线圈的边数与所述的阶梯状发送线圈单元的数量相同;所述阶梯状发送线圈在组合式反串联线圈形成的闭环空间内;所述的组合式反串联线圈与阶梯状发送线圈中心对齐,且所述多边形结构线圈的一边与阶梯状发送线圈单元平行。
6.根据权利要求1-5任一项所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述发送组件包括由内而外依次设置的中心线圈、第一阶梯线圈、第二阶梯线圈和外围线圈,其中,外围线圈、中心线圈均为矩形,且外围线圈、中心线圈同心设置,第一阶梯线圈、第二阶梯线圈在垂直方向的投影为矩形。
7.根据权利要求1-5任一项所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述接收组件包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈,其中,所述第五线圈用于固定在H型底座的中部,所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈用于固定在H型底座的端部。
8.根据权利要求1-5任一项所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述的发送组件还包括第一电气总成,所述第一电气总成包括直流稳压电源、发送组件高频逆变器和发送组件补偿电路,其中直流稳压电源提供的直流电经过高频逆变器转换为交流电,经过发送组件补偿电路进行谐振变换供给磁耦合器发送组件。
9.根据权利要求8所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述的接收组件还包括第二电气,第二电气总成包括接收组件补偿电路、整流模块和水下航行器的锂离子电池,接收组件补偿电路与磁耦合器接收组件相连,将捕获到的磁场转化为电能,并将其传递给整流器模块以进行交流到直流的转换,为水下航行器的锂离子电池负载供电。
10.根据权利要求9所述的具有全向抗偏移的水下航行器无线电能传输系统,其特征在于,所述的发送组件补偿电路和接收组件补偿电路是由发送组件补偿电感、发送组件第一补偿电容、第二补偿电容以及接收组件补偿电容组成的LCC-S补偿网络构成;所述LCC-S补偿网络电路中, U D 为直流输入电压; u AB 和 i AB 分别为逆变器的输出电压和电流;补偿元件 L P1 、 C P1 、 C P2 和 C S 构成LCC-S补偿拓扑; M 为发送线圈 L P 和接收线圈 L S 之间的互感; u ab 和 i ab 分别为整流器的输入电压和电流; C F 为滤波电容; R L 为直流负载; 为系统角频率, 为频率,系统输出功率如下: 。