无线电能传输是借助于高频功率磁场、电磁波、微波等物理空间的传能介质来实现供电电源到用电负载的无直接电气接触的能量传输。相对于我们日常生活中采用输电导线进行供电的方式,非接触、无导线式的电能输送方式更加灵活方便,安全性更高,适用性也更强。目前,依靠微波、电磁场作为传能媒介的微波辐射式、电磁感应耦合式以及磁耦合谐振式等无线电能传输方式是比较有发展前景的。其中,磁耦合谐振传输方式相比于其它两种具有传输功率大、传输效率高和传输距离远的优势。因此,此方式将成为未来实现电能无线传输的重要方式,由此也吸引了不同领域科研人员的共同关注。基于磁耦合谐振原理的无线输电技术是利用电磁场近场范围内的磁场共振实现能量的高效传输。但系统的输出功率和传输效率受工作频率、负载和传输线圈结构参数的影响较大,导致整个系统变成了多参数相互交叉耦合的复杂系统,其传输特性分析与整体设计也因此具有诸多困难。针对以上问题,本文从谐振补偿结构、最大输出功率频率、谐振线圈结构参数、系统设计等方面展开了研究,主要的研究内容如下:首先,以两线圈式磁耦合谐振无线电能传输系统为研究对象,基于互感耦合和谐振理论对串串和串并两种谐振补偿拓扑结构进行了数学建模。利用Matlab仿真平台分析了工作频率、传输线圈间的耦合系数和负载等参数对两种补偿拓扑结构传输特性的影响。在相同的系统参数条件下,通过对相应输出功率和传输效率的比较,指出两种谐振补偿方式所适用的负载和传输距离条件。此外,为改善系统的能量传输效果,本文在两线圈系统结构的基础上又增加了一个谐振线圈,并对三线圈式系统的传输特性进行了分析。其次,本文以接收线圈侧的负载电压作为分析对象对磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率分裂现象进行了研究。在此基础上,对系统负载最大输出功率的工作频率特性进行了分析。分析过程中,利用系统自谐振频率下传输功率最大时的耦合系数与系统发生频率分裂时的耦合系数之间的关系,提出了系统临界负载值的概念。根据实际负载与临界负载值的大小关系,得到了实际负载在不同耦合系数条件下获得最大功率的频率。然后,本文分析了谐振耦合机构的线圈电感参数对系统传输特性的影响。在给定工作频率的条件下分析研究了传输线圈电感量与输出功率、传输效率及发射、接收端线圈电流之间的关系;在此基础上,确定了系统工作频率下的最佳线圈电感理论值,制作了由利兹导线绕成的螺线管线圈;并采用谐振电路频率测试方法,利用信号发生器与示波器获得了准确的线圈电感值。最后,基于对系统的理论分析和传输特性仿真研究,本文总结了基于串串谐振补偿方式的系统设计方案并开发了一套磁耦合谐振式无线电能传输系统。当传输距离为15cm时,系统输出功率为250W,传输效率为85.6%。