近年来,随着人们对无线电能传输的需求不断增大,无线电能传输技术得到了高速发展,获得了越来越多的企业和科研院所的关注和研究。磁耦合谐振式无线电能传输技术是一项具备非谐振频率引起的电磁干扰小、无辐射、高效性等优点的中程距离电力传输高新技术。然而,其对耦合系数和谐振频率的变化非常敏感,当系统失谐或耦合系数变化时,功率传输性能会受到很大影响。因此,本文提出了一种基于宇称时间对称的高效抗偏移无线电能传输系统。主要工作内容如下:首先,阐述了宇称时间对称的物理学含义以及其在无线电能传输系统中的应用。并基于电路和耦合模理论,对具有宇称时间对称性的无线电能传输系统进行建模、分析和仿真,确定了谐振频率、传输效率和传输功率之间的关系。其次,针对现有宇称时间对称无线电能传输系统传输距离受限制问题,对耦合机构进行了分析与优化,利用Ansys有限元分析软件对耦合线圈进行建模仿真,分析了耦合线圈的结构、匝数、匝间距、尺寸、线径以及在高频条件下集肤效应、邻近效应等因素对系统传输性能的影响。同时为了保证电磁屏蔽功能,减小系统的磁泄露,提出了在耦合线圈中加入磁心结构,缩小了线圈尺寸的同时还提高了系统的传输距离。并利用Maxwell和Simplorer对优化前后的线圈在同等条件下进行联合仿真,使优化后的系统可以在更远距离内保持较高效率。接着,在理论分析和仿真模型的基础上,提出了基于宇称时间对称的磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计方法,并详细介绍了各模块的硬件电路设计。同时针对控制环节中过零比较器在输入电压频率升高为kHz以上时,出现的失真现象问题,提出了一种基于锁相环的控制方法。利用锁相环技术可以实现零相位差跟踪,从而可以有效实现功率开关管的控制,保证控制的精确性。此外,通过实验的方法得出所设计线圈的电感值与电阻值,并对在不同距离下优化前后两线圈的耦合系数进行了实测。最后,通过Matlab软件的Simulink建模工具对系统进行了建模仿真,对控制方法以及系统传输特性进行了分析。并按照设计方案搭建了实验平台,确定了锁相环的锁相范围与死区电路的死区时间,同时在强耦合区内的不同距离下,对逆变器的输出电压与电流进行了测量,验证了逆变器输出电压与电流可以始终保证系统工作在宇称时间对称状态。其实验结果证明了所设计的系统在强耦合区可以保持恒定的高效率和功率的传输,验证了本文理论和仿真分析结果的正确性。