动态无线电能传输技术以非物理接触方式给用电装置实时供电,该技术可减少用电装置电池装载量,同时省去系统待机充电环节,随着移动式用电设备市场的扩大,动态无线电能传输技术的研究具有重要意义。动态无线电能传输系统设计过程中,常面临以下难点:1)接收端移动时,耦合关系发生变化,引起电路输出电压波动;2)初级侧相邻线圈电流相位关系不固定,导致磁场减弱抵消,减弱系统功率传输能力;3)初级线圈所用绕线多,引起较大功率损耗;4)次级线圈安装空间受限,增加设计难度。针对以上问题,本文首先介绍了典型的无线电能传输系统结构,结合项目需求,设计系统框图。基于互感模型、受控源模型,对无线电能传输系统进行分析,通过对比分析不同补偿拓扑的传输特性,采用LCC-S补偿拓扑。在谐振频率工作点,该拓扑的输出电压增益与负载无关。研究了初级侧相邻线圈电流相位关系对输出电压增益的影响,研究结果表明,相邻初级线圈间电流需采取时序同步措施,且电流相位差在0度时,可实现最大电压增益。分析了补偿参数变化对电路传输特性的影响,为参数匹配提供指导。针对初级线圈分布式的需求,本文以减小输出电压波动为核心优化思路,通过对比分析不同线圈的抗偏移特性,采用DD线圈结构,并分析了DD初级线圈不同排列方式对抗偏移能力的影响,采用沿?X方向布置初级线圈的方案,可减少耦合系数波动。考虑到次级线圈安装空间受限(尺寸φ_s≤180mm×120mm),初级线圈轨道较长(尺寸φ_p=2700mm×200mm)的特点,提出减小初级侧线圈电流I_p、增大互感M的优化思路,次级线圈采用三层叠绕式结构,初级线圈由3个子线圈单元排列组成。最后,依据所提出的优化思路,设计线圈参数,研制了一台功能样机,样机传输距离30mm,最大输出功率3k W,一个初级线圈子单元为次级线圈静态供能时,系统满载效率达90.6%,三个初级线圈子单元为次级线圈动态供能时,输出电压波动比为7.2%。实验结果验证了优化思路的合理性。