无线电能传输是一种非接触式供电方式，具有方便、安全、可靠等优势，在厨电应用领域有着重要的研究及应用价值。但是，由于厨房电器种类繁多，在推广中其通用性与安全性遇到了挑战。本文以无尾厨电为研究对象，针对其无线供电系统不同传输结构的兼容性、补偿拓扑的通用性、人体在电磁场中的安全性，以及相关材料、结构优化设计等问题，进行理论和实验研究。
　　针对无尾厨电传输结构的兼容性，即同一负载可以使用不同结构的无线电源问题进行研究。首先，建立了不同耦合结构下互感等效电路模型，推导输出功率及传输效率通用表达式，求出基于负载阻抗特性匹配的不同结构下负载功率输出稳定的系统参数匹配条件，分析了在该条件下系统效率影响因素。为实现相应结构下稳定功率或最大效率输出，提出了不同结构的参数优化设计方法。其次，为避免系统传输功率不稳定，即频率分叉现象，推导了在不同结构下的稳定性条件，并给出了稳定性判定依据，为不同种类耦合结构对应的负载参数设计奠定了理论基础。
　　针对无尾厨电存在多样化负载问题，研究了具有负载通用性的原副边谐振补偿拓扑。对无尾厨电的负载特性进行分类，通过分析不同负载对功率稳定输出的要求，提出系统通用性设计四个条件：源级谐振电流恒定、负载无关恒压输出、零输入相角和输出电压增益为1。研究了不同谐振补偿拓扑时域及频域特性，建立了系统传递函数，分析了满足在负载无关恒压输出条件下的八种谐振电路拓扑的输出特性，结果表明：LC-S、LCC-S、LC-CL补偿拓扑均满足通用性条件。进一步推导出在不同补偿拓扑下输出与负载无关的频率点和电压增益间的解析关系，对比不同补偿拓扑源级输出功率阈值，结果表明：LCC-S补偿拓扑满足通用性设计条件，且结构简单、输出功率大，适用于无尾厨电补偿拓扑。
　　针对无尾厨电发射源安全性问题，分析了不同国际安全标准的参考限值及基本限值要求，确定了ICNIRP2010为本文安全标准，建立了人体在无尾厨电系统环境下的仿真模型，揭示了其周围电磁场对人体影响规律。首先，为明确不同安全标准限定频率及数值范围，比较了四种权威安全标准限值要求，并给出了不同标准下基本限值的数学模型。其次，建立了无尾厨电系统在单发射及多发射线圈耦合结构下人体电磁场仿真模型，分析了在不同功率、频率、距离及线圈组合情况下，人体内部基本限值与外部参考限值的关系，揭示了在安全标准中不同基本限值与参考限值的影响规律，为无尾厨电安全设计奠定了基础。最后，通过模拟人体站立位置情况，对无尾厨电发射源所在空间的电磁场进行了实验数据测量，与仿真分析结果基本一致。
　　为降低无尾厨电的成本及电磁辐射影响、提高系统传输效率，本文从线损、磁损角度和耦合、屏蔽结构角度，分别给出了优化设计方案；搭建了无尾厨电实验平台，分别对补偿拓扑源级输出特性及耦合结构特性进行了实验验证。从材料设计与选择角度，给出了线材与磁性材料的优化方法；建立了耦合结构与屏蔽结构有限元仿真模型，给出了结构优化的设计方法；搭建了改进型LCC-S补偿拓扑的无尾厨电系统实验平台和大发射小接收实验平台，分别对所设计的补偿拓扑与耦合结构进行了实验验证。实验结果表明：所设计的谐振补偿拓扑，可满足不同阻抗负载输出要求；所设计的通用型耦合结构，可在发射线圈表面一定范围内保持恒功率输出，验证了理论模型设计的准确性。