感应式无线电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)技术是一种新兴的以电磁感应原理,电力电子技术,控制理论等为理论基础,实现以非电气接触方式为用电设备提供电能的技术。由于其安全、可靠、高效、灵活地实现了电能的无接触传输,因此在手持电子设备、交通运输、航空航天、医疗、照明、矿井和水下场合有着广泛的应用前景。本文介绍了感应式无线电能传输系统的常见拓扑及主要组成部件,针对系统中的核心部件松耦合变压器,分析并建立了松耦合变压器的等效电路模型,讨论了松耦合变压器感应耦合系数的测量方法。基于松耦合变压器的等效电路模型,介绍了四种基本谐振补偿电路拓扑并着重分析了双边LCC谐振补偿网络的特性及其参数设计方法。针对系统中松耦合变压器结构设计进行了深入探讨。通过电磁场有限元分析软件ANSYS Maxwell对典型松耦合变压器磁芯及线圈结构进行仿真分析,在理论及仿真分析的基础上,综合其优缺点提出一种优化方法,最终在给定的约束条件下,设计了一款新型高功率密度松耦合变压器。针对系统主电路及控制方法进行研究,提出了系统的闭环控制方法,并且完成了系统硬件(包括buck电路、高频逆变电路、高频整流电路、控制电路)及软件的设计。使用ANSYS Simplorer和ANSYS Maxwell软件联合仿真的方法对理论计算的系统电路参数进行仿真验证,然后利用搭建的3.3KW感应式无线电能传输系统实验平台,完成了各种条件下的无线电能传输实验。实验证明系统传输能力稳定,在额定功率下运行时,系统整体传输效率最高达到93%,系统参数设置合理。同时也验证了双边LCC谐振补偿网络的电流源输出特性及松耦合变压器空间位置变化对系统传输效率影响的规律,基本符合理论分析的结论。