随着人类社会的不断进步,有线输电的方式已经不能满足人类日益增长的需求,此时无线输电以其便捷性、安全性等优势逐渐走上历史的舞台。其中磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)是利用两个相同频率的谐振线圈进行高效的能量交换来实现无线输电的一种技术。相较于其它的无线电能传输技术,MCR-WPT技术在中等距离上具有方向性好、电能传输效率高等优势。MCR-WPT技术的电能传输效率始终是国内外研究的重点,而谐振线圈结构是影响系统电能传输效率的关键因素。针对谐振线圈高度受限的应用场景,文章深入探讨基于锥形谐振线圈的MCR-WPT系统是具有一定价值的。首先,文章基于耦合模理论探讨了谐振线圈的损耗对系统总能量的影响;再基于电路理论推导了系统的电能传输效率与电路参数的关系表达式,并得到了最优匝数的表达式,进一步推导了锥形谐振线圈的电阻和电感的表达式,得到了锥形谐振线圈的匝数、最大直径、铜线半径以及两个谐振线圈间的距离等参数对系统电能传输效率的影响。然后,文章基于仿真软件建立了三组锥形谐振线圈与螺旋谐振线圈的对比实验,再仿真计算出它们的磁通密度图以及电能传输效率,仿真结果表明锥形谐振线圈的电能传输效率高于螺旋谐振线圈的电能传输效率,并且谐振线圈匝数越多,锥形谐振线圈的电能传输效率相较于螺旋谐振线圈越高;进一步基于仿真软件分析研究了锥形谐振线圈的匝间距、锥度、匝数、最大直径以及铜线半径等结构参数对系统电能传输效率的影响,得到了锥形谐振线圈结构参数对系统电能传输效率影响的规律,并由此提出了它的优化方案。最后,文章完成了MCR-WPT系统实验装置的设计,并且手工绕制了锥形谐振线圈和螺旋谐振线圈,最终搭建了系统的实验装置平台;实验测量的数据表明锥形谐振线圈的电能传输效率比螺旋谐振线圈的电能传输效率高约5%;文章通过实验还验证了提高锥形谐振线圈的最大直径可以明显提高系统的电能传输距离,并在传输距离为0.3m的情况下点亮了一个10W的白炽灯,进一步探讨了频率和径向距离偏移对系统电能传输效率的影响,得到了相关结论。