电磁感应式无线电能传输技术(Inductive power transfer,IPT)功率适应范围宽、效率高、技术相对成熟,应用广泛。然而,IPT系统的核心元件——非接触变压器存在多种错位工况,且目前IPT系统的能效特性对变压器错位非常敏感,已成为制约IPT技术应用和产业化的瓶颈问题。为此,本文对错位下非接触变压器的建模以及如何提高IPT谐振变换器的错位容忍度进行了深入研究。论文首先回顾了IPT系统的关键技术,总结了非接触变压器的优化方法与研究成果,指出多绕组组合输出是提高IPT谐振变换器错位容忍度的有效方法。然后,论文提出了一种适用于错位条件下的耦合系数建模方法:归纳错位下耦合系数的变化规律,基于正对下的磁路模型与“感应盲点”位置的精确求解,采用特征点曲线拟合的方法建立耦合系数的准确计算模型。并结合两种典型变压器结构——双绕组(简称DD型)和盘式,给出了具体建模步骤和实验结果,证明了所提建模方法的有效性。基于建模分析的研究结果,论文进一步提出一种新型的DD2Q绕组结构,通过将多路绕组“感应盲点”交叉配置、组合输出,减小IPT系统外特性波动,提高其错位容忍度。论文分别采用S/P补偿多绕组并联输出与LCL/S补偿多绕组串联输出拓扑,对谐振变换器的工作特性进行了详细分析。具体包括两种谐振变换器多工作模态的分析、模态间切换条件的建立、输出电压增益特性与输入阻抗特性的量化推导以及多绕组变压器设计约束原则的研究。并搭建了两台100W的实验样机。实验表明论文提出的多绕组组合输出IPT谐振变换器具有高错位容忍度,分别在横向错位50%内、纵向错位50%内及角向错位90°内均能实现输出电压增益跌落小于50%,输入阻抗弱感性,其中并联输出100W时变换器的最大效率为93.147%。