无线电能传输技术(Wireless Power Transmission,WPT)随着社会的不断发展已经取得了较大的进步,并展现出了广阔的应用前景。目前研究较多的WPT系统多数采用单负载“点对点”感应耦合技术,即要求供电线圈与接收设备位置正对,且不能随意移动,否则供电效率和功率将大打折扣。该方式在实际应用中尚有一些不足之处,如负载位置偏移容忍度低、电磁泄漏严重、供电负载个数受限等,尤其不适用于多负载供电的场合。本文围绕多负载WPT系统的传输特性、谐振补偿网络、磁耦合结构这三个重要部分展开深入的研究,分析和解决现有技术的局限性。具体内容包括:在WPT系统的传输特性研究方面,分析了单负载和多负载情况下的系统工作特性,研究了补偿电容、磁耦合参数、工作频率及负载变化对WPT系统的影响,分析了系统建模的一般方法,该方法可以应用至不同结构及参数的WPT系统分析中。在补偿网络的研究及设计方面,本文分析了四种常见的基本补偿结构的传输特性,在此基础上根据变压器T-网络模型参数的多解性,提出了一种基于漏感补偿的补偿网络参数确定的新方法,该方法直观,便于理解,很容易根据所需要的外特性(如增益、恒压、恒流、阻性等)获得补偿网络的参数,有效提高了系统设计的灵活性。尤其适用于磁耦合结构耦合系数低的应用场合中,在单负载和负载位置固定的多负载WPT系统中具有良好的应用效果。同时本文对T型补偿网络结构进行了分析,研究了使发射线圈具有恒流特性的LCC型和CLC型谐振补偿方式,分析了两种补偿方式的基本原理及其传输特性,得到其设计的基本方法,有效适用于负载可任意移动的多负载WPT系统应用场合中。在磁耦合系统的建模和优化方面,本文详细分析了现有磁耦合结构的不足之处,设计了一种新型的磁耦合结构,包括发射线圈和接收线圈结构。新型发射线圈结构可在其表面获得均匀的磁场强度,使接收装置在发射平台上任意位置拾取到的磁场能量基本一致,具有较好的位置鲁棒性和较小的磁场泄露。新型接收线圈采用多绕组线圈结构,可以拾取空间中任意方向的磁场能量,提高了空间磁能的利用率。本文以磁耦合系统的耦合系数和系统效率为优化目标,对新型磁耦合结构进行优化设计,有效提高了磁耦合系统的位置鲁棒性、降低了电磁泄露大小并提高了效率。最后,基于以上理论分析,设计了一台多负载无线电能传输样机。样机输入220V/50Hz,输出功率大于15W,最多可带4个负载,传输距离0-5mm,单负载工作时系统效率为51.8%,多负载工作时系统最高效率为57.7%。样机具有良好的位置鲁棒性和较小的电磁泄露。实验结果证明了理论分析的有效性和可行性。