自从第二次工业革命以来,电能这样一种运输方便、清洁无污染、能量形式转换方便的能源被人类运用于生产生活的各个方面,传统直接接触有线传输能量的方式存在着一些弊端,如连接处易短路、电路连接较复杂等问题,在某些情况下会造成不必要的损失。无限电能传输技术由于非接触传输且可以达到较高的传输功率、较大的传输效率等特性,已经得到了学术界的广泛关注和研究,与此相关的技术产品也得到了成功运用,因此无线电能传输技术具有极其广阔的应用前景。为了满足日益增长的社会需求,实现无线电能传输系统的效率调节、宽范围高精度电压调节和能量信号同步传输具有重要的意义。当前的无线电能传输系统主要基于“消除谐波利用基波”的思想,利用基波分量进行传输,通过改变电路拓扑结构抑制谐波分量,而忽略了谐波的使用。因此,本文提出了基于双频的无线电能传输系统,在无线电能传输系统的传输机构建立基波通路与谐波通路,满足了基于移相角的效率调节、电压调节、能量信号传输以及基于频移的能量信号传输。本文首先详细介绍了论文的研究背景、无线电能传输系统的基本原理、无线电能传输的基本原理、无线电能传输的研究现状,并对本文的研究目的和意义进行了分析。接着,提出并且阐述了基于双频的无线电能传输系统基本结构和运行原理,并对该系统进行建模研究、效率分析以及宽范围调压分析。基于以上分析提出了两种能量信号同步传输的方法,即基于移相角的信号同步传输实现方法与基于频移的信号同步传输实现方法。然后对基于双频的无线电能传输系统进行了仿真,使其通过移相角调节可以达到最优效率,系统输出总电压在0-118V无缝调节,信号可以通过移相角调节和频移调节进行传输。随后,本文对基于双频的无线电能传输系统进行了硬件设计,设计了系统的逆变电路、谐振电路和整流电路,并对电路元件进行了材料选型。实验结果验证了本文的有效性、正确性以及技术可行性。最后对本文进行了总结,并提出了无线电能传输研究方向的展望。