无线功率传输是一种可以将能量加载到电磁场、电磁波或者机械波等媒介上从而实现在空间中进行非接触式传播的能量传输方式。相比于传统的有线功率传输方式,无线功率传输具有灵活、便捷、适用性强等特点,成为当下能量传输领域的研究热点。目前无线功率传输主要有以下三种传输方式:磁感应耦合式、磁耦合谐振式以及微波辐射式,其中磁耦合谐振式无线功率传输具有传输功率大、传输距离远且安全无辐射等优点,成为了未来无线能量传输领域的重要发展方向。磁耦合谐振式无线功率传输在工作时严重依赖收发线圈之间的磁通交链,与此同时收发线圈之间的距离、偏转角度以及偏移距离会直接影响到磁场在收发线圈之间的分布情况,负载电阻的大小也会影响到磁场的耦合程度。所以磁耦合谐振式无线功率传输的传输功率在上述参数变化的情况下波动很大,无法实现功率的稳定传输。基于上述背景本文从磁耦合谐振式无线功率传输的基本原理以及结构进行出发,对其传输功率性能展开了研究,本文主要的工作内容以及创新点如下:(1)本文以双线圈系统为出发点,对双线圈之间的互感耦合现象进行数学分析与建模,并推导出反射阻抗的概念。同时又简要分析对比了三种谐振回路的特点,并根据需要选择出串联谐振回路作为本文系统设计的谐振回路。最后将双线圈系统与串联谐振回路结合成磁耦合谐振式无线能量传输系统,并推算出系统传输效率最大化的条件以及影响传输功率的因素,提出了利用变压器阵列对反射进行变换的稳定传输功率的方案。(2)本文简要分析了常见的三种传输线圈的优缺点,并结合磁耦合谐振式无线能量传输系统的特点选择出垂直螺旋线圈作为本文的收发线圈。然后根据理论分析重点研究了垂直螺旋线圈的自感以及损耗电阻随线圈的长度,半径,匝数以及绕线线径等线圈参数的关系,提出了线圈尺寸被限制的必要性,最后结合系统传输效率最大化的条件设计出本文的收发线圈。(3)设计出具有功率检测、信息处理以及控制反馈功能的外围辅助电路,使其在系统传输功率改变时具有实时自动稳定传输功率的能力,经过仿真在耦合系数变化下本文所设计的系统在功率稳定区其传输功率的标准差由3.14降低到了0.66,在负载变化下其传输功率的标准差由3.90降低到了1.18。最后本文对上述的设计进行实物加工并完成实验,经过实际数据测量本文所设计的系统在传输参数改变以及负载阻抗变化下其传输功率的标准差降低为原来的三分之一左右,该结果证明了本文设计思路的正确性与可行性。