针对混合动力汽车行业应用广泛的同步电机励磁的一些电接触所带来的劣势,设计一种无电刷和滑环结构的新型励磁系统,称为同步电机非接触式励磁系统。同步电机非接触式励磁系统的核心技术为松耦合感应电能传输技术,整个系统的核心部件是松耦合磁罐变压器。相对旋转部分和相对静止部分同时存在于特殊工作特性的变压器中,实现了真正意义上的无刷励磁。本设计中的电机励磁系统稳定性、安全性高,并且不需要经常维护。本文首先对课题研究的背景意义及国内外研究现状进行了阐述,并且介绍了整个同步电机非接触式励磁系统的基本原理与结构。然后,对系统各个部分——半桥式逆变电路、松耦合磁罐变压器以及谐振补偿原理分别进行了分析。其次,对同步电机非接触式励磁系统进行了仿真分析,包括变压器输入波形的傅里叶分析、非接触式磁罐变压器线圈不同绕制拓扑结构和不同工作气隙的Ansoft2D仿真、整个励磁系统的Matlab仿真。而后根据仿真分析结果进确定了本设计中变压器绕组采用毗连型绕制拓扑,综合考虑电气耦合性能及机械结构后,给出了相对理想的变压器气隙。同步电机非接触式励磁系统硬件设计部分是整个设计的重点与难点,本文采用分部设计的方法,将整个系统分为两部分,分别是以LM5035为核心的主电路部分和松耦合磁罐变压器部分。最后,对本文中所设计的同步电机非接触式励磁系统进行实验测试:分别对不同气隙时的输出电压电流进行采样分析;对电机不同转速时的系统效率进行对比;测试整个系统的性能。通过对系统励磁过程中各性能指标量的对比分析,验证了文中的仿真结果,同时也证明了本文中设计的励磁系统具有较高的实用性和继续深入研究的价值。