强磁耦合谐振无线电能传输系统利用两个具有相同固有频率、高品质因数的自谐振线圈,在其都处于谐振状态下时彼此之间发生强烈的能量交换,从而实现能量的高效率传输。该技术具有较远的传输距离、较高的传输效率和功率、无辐射性、非金属穿透性和无方向性等优势,因此具有良好的应用前景。本文首先运用耦合模理论和电路理论分别对强磁耦合谐振无线电能传输系统进行了理论分析,从数学上解释了“谐振”和“强磁耦合”的概念。其次基于系统最优效率下的阻抗特性分析,得出了系统最优效率时负载阻抗的最佳匹配条件。传统的无线电能传输系统通过负载阻抗的最佳匹配条件使能量传输的效率达到最大值,然而实际中负载的阻抗并非恰好是系统的最佳阻抗。为了提高整个系统的电能传输效率,本文提出了一种改进型的负载阻抗匹配拓扑,在次级线圈后增加一个匹配馈电线圈形成新的阻抗变换结构,使负载阻抗达到最佳匹配条件。匹配馈电线圈通过对本身固有参数的调节来匹配不同的负载,让负载达到最佳匹配条件以实现系统传输效率的最大化。强磁耦合谐振无线电能传输系统在变负载运行状态时会引起严重的阻抗失配问题,这是导致系统效率低下和频率不稳定的主要原因。基于此,本文还提出了PWM整流负载阻抗匹配方法,在匹配馈电线圈结构后加入了PWM整流器,通过控制PWM整流器中的开关MOS管的占空比实现负载电阻的等效变换来进行阻抗匹配,并推导出了相关的计算公式。文中搭建了强磁耦合谐振无线电能传输实验平台,验证了匹配馈电线圈负载阻抗匹配方法和PWM整流负载阻抗匹配方法的可行性,并且对系统进行了定量的研究实验。实验结果表明,通过所提出方法对不同负载进行匹配实验,均可使系统传输效率接近理论最优值,实测数据与推导公式计算的理论值基本吻合。