随着科学技术的发展,各种电子设备在人们的生活中得到了广泛的应用。电能主要通过金属导线点对点直接接触的方式从电源传输至用电设备,这种有线电能传输方式带来了不少问题,如导线在使用过程中可能存在摩擦、老化、漏电等现象,进而影响到用电设备的寿命甚至是用电安全;太多的电线和插座给人们的生活带来不便;植入体内医疗设备的充电线则会给患者带来痛苦。为应对有线电能传输日益突出的安全性、便利性和适用性问题,世界各地的研究人员对磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetic resonance coupled wireless power transfer,MCR-WPT)进行深入的研究。本文重点探讨MCR-WPT多线圈模式的传输问题,研究多线圈结构的参数识别、频率分裂、电容补偿以及功率分配,本文的研究思路和方法可以为手机或电动汽车等无线充电提供理论和实践指导。论文主要研究内容及取得的成果有:1)建立了发射-中继-接收三线圈结构的等效电路模型,将发射线圈与中继线圈视为固定的发射机构,分别推导了接收线圈位置不定和固定两种情况下的参数识别方程,分析了随机误差对参数识别的影响;对于接收线圈位置不定的情况,采用矢量网络分析仪测量三线圈结构的多频点输入阻抗,双频点法计算参数的近似值,多频点输入阻抗与牛顿-拉夫逊迭代法则用于降低测量误差的影响;针对接收线圈位置固定的情况,将参数识别模块与传输效率的公式相结合,可以实现负载电阻以及传输效率的识别。2)研究了三线圈结构效率的频率特性,阐述了频率分裂的机理并分析了不同因素对频率分裂的影响情况。理论和实验均表明,负载电阻越小,以及中继线圈越靠近接收线圈侧,传输效率的频率分裂现象越严重,谐振频率处的效率也会极大的下降。当频率分裂出现时,频率调整技术可以在一定程度上补偿效率的下降。在此基础上,应用频率分裂时临界耦合附近效率变化率很小的特点,可以有效的提升接收线圈平行偏移的稳定度。3)基于三线圈结构的电路模型,推导出最优补偿电容的数学表达式,并分别讨论了线圈位置、负载电阻和工作频率对最优补偿电抗、传输效率的影响。当中继线圈越靠近接收线圈或负载电阻越小,即频率分裂越严重时,补偿电容调整后效率的提升更大。比较了工作频率调整、补偿电容调整在应对频率分裂方面的效果。制作了电容在线调整的三线圈样机,在传输距离或工作频率动态变化时,补偿电容进行实时调整,从而实现传输效率的最大化。4)提出了多接收线圈MCR-WPT功率分配方案。针对双接收结构,阐述了负载调整技术、双电源技术以及分时传输技术。理论和实验均表明采用这三种方法,双负载能在不同位置下接收到任意比例的功率。最后将负载调整技术扩展至多接收线圈的系统。对于同轴多接收结构,根据源线圈位置的不同,分别推导出功率平衡时,各负载电阻的表达式。对于圆形分布和分支分布的结构,采用粒子群智能算法确定功率平衡时负载电阻的最优值。