无线电能传输技术由于其安全、便捷、自由度高的优势,受到了人们的广泛关注。近年来,人们对无线电能传输系统提出了新的要求:更远传输距离、更大输出功率以及更高传输效率。使用中继线圈可以有效提高系统的传输距离,然而,在系统传输距离发生变化时,系统无法保持输出功率与传输效率恒定。为此,本文利用耦合模理论,对基于宇称时间对称原理的含中继线圈无线电能传输系统的传输特性进行了分析。针对现有系统中发射线圈与中继线圈间距离不等于中继线圈至接收线圈间距离时,系统输出功率、传输效率发生较大变化的问题,给出了相应的解决方案。本文的主要内容包括:首先,详细分析了基于宇称时间对称原理的含中继线圈无线电能传输系统的传输特性随耦合系数的变化规律,并重点分析了考虑交叉耦合和中继线圈内阻两种不同情况下系统传输特性的变化。同时,利用李雅普诺夫稳定性分析方法,分析了耦合系数不相等时系统的工作特性。其次,针对现有系统在传输距离变化时难以保持相邻线圈间耦合系数相等的的问题,提出了一种基于可调谐振网络的宇称时间对称三线圈无线电能传输系统。所提系统在发射线圈与中继线圈间的距离不等于中继线圈至接收线圈间的距离时,能够通过调节可调电感改变发射线圈的等效自感,使得发射线圈与中继线圈之间的耦合系数动态可调,满足耦合系数相等的宇称时间对称条件。接着,针对现有系统在相邻线圈间耦合系数不相等时难以保持恒功率输出的问题,提出了一种基于切换线圈的宇称时间对称三线圈无线电能传输系统。该系统在耦合系数不相等时,自动控制发射线圈的切换,使发射线圈与中继线圈间的耦合系数在中继线圈与接收线圈间的耦合系数附近变化。然后通过控制移相全桥逆变器的占空比,调节系统的输入电压,维持输出功率恒定。最后,搭建了所提基于可调谐振网络的宇称时间对称三线圈无线电能传输系统的实验平台,对分析与设计结果进行了实验验证。实验结果表明,相较于现有系统,所提系统消除了严苛距离相等条件,在发射线圈至中继线圈间距离不等于中继线圈至接收线圈间距离时能够保持恒功率恒效率输出。