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无线电能传输(Wireless Powertransmission, WPT)，作为一种新兴的电能传输方式，近年来引起了广泛关注。目前，WPT技术主要有三种：电磁感应式、电磁波式和磁耦合谐振式，其中磁耦合谐振式WPT技术使得无线输电的研究取得了突破性的进展，磁耦合谐振式WPT技术利用近区非辐射磁场的耦合谐振，实现了电能的有效、安全无线传输，与电磁感应式和电磁波式WPT技术相比，具有传输距离远、可穿透障碍物、无敏感方向性、无辐射等优点，但系统输出功率和传输效率还有待进一步提高，因此开展磁耦合谐振式WPT系统优化的研究具有理论意义和应用价值。目前，国内外对磁耦合谐振式WPT技术的研究，主要是集中在几种典型传输结构系统，其优化方案主要是通过改变线圈参数(如材料、品质因数、形状等)、改进高频逆变电路、增加辅助电路(频率跟踪电路、调谐电路等)等，而关于线圈传输结构对系统性能的影响机理及对新型线圈传输结构的研究甚少，为此，本文以磁耦合谐振式WPT技术为基础，重点研究了3线圈和改进型4线圈磁耦合谐振式WPT系统工作机理及优化条件。本文主要完成了以下工作：(1)介绍了国内外对磁耦合谐振式WPT技术的研究现状以及应用情况。(2)分析了目前常用的两种磁耦合谐振式WPT系统，重点研究了3线圈和改进型4线圈磁耦合谐振式WPT系统，分别建立了它们的数学模型，推导了输出功率和传输效率表达式，给出了各系统的优化条件。(3)通过理论和仿真分析，阐明了3线圈和改进型4线圈磁耦合谐振式WPT系统的传输特性，总结了各系统的优势与不足。(4)阐述了磁耦合谐振式WPT系统的组成，着重介绍了高频逆变、谐振线圈、整流电路的设计思路，分析了谐振、开关频率和开关损耗等几个关键因素对系统性能的影响。(5)搭建了2线圈、3线圈和改进型4线圈磁耦合谐振式WPT试验样机，通过试验验证了理论分析的正确性。