无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术作为一种新型的电能传输技术,近年来在工业界和学术界引起了广泛的研究热潮,在为多负载供电的诸多方式中,无线电能传输技术具有独一无二的优势。在很多实际工程应用中,往往要求对负载进行恒压供电,而接收端数量的变化、负载的不稳定都可能影响系统的恒压输出特性。针对上述对多负载无线电能传输系统提出的恒压输出要求,本文从系统补偿网络的角度出发,研究在接收端数量变化、负载不稳定情况下实现系统恒压输出的方案。首先,对常用的三种多负载系统结构进行简要地对比,本文采用发射线圈串联的系统结构为副边多个负载同时进行供电;基于电路原理和互感耦合模型,对两种高阶电路拓扑结构进行了研究,详细分析了两种拓扑结构的频率特性和输出特性;结合上述两种高阶电路拓扑结构频率特性,设计出满足多负载无线电能传输系统输出指标的补偿网络:LCC-S补偿网络、LCC-LCL补偿网络;基于互感耦合模型,研究接收端数量以及负载变化对其恒压输出特性和传输效率特性的影响;根据已推导出的电压输出和传输效率表达式,将线圈自感和耦合系数作为两个变量,研究其对传输效率的影响,进而得出系统具有较高传输效率的变量范围。其次,对基于LCC-S补偿网络的多负载无线电能传输系统原副边发射接收线圈之间的交叉耦合,本文根据电路原理和互感耦合模型,建立系统电路模型,应用阻抗补偿原理,推导出多负载无线电能传输系统的交叉耦合阻抗补偿表达式,针对实际应用场合,给出相应的阻抗补偿思路。最后,利用Maxwell仿真软件完成耦合机构中线圈线径、匝数的选择和绕制方式的设计;本文搭建34V直流源供电,三负载恒压12V输出的无线电能传输系统模型,对上述理论研究结果进行验证。实验结果表明,基于两种补偿网络的三负载WPT系统在同时挂载3Ω、6Ω和10Ω负载和具有不同接收端时,系统可以恒压输出12V左右的电压。当系统发生交叉耦合时,系统额定输出电压下降8%左右,通过本文提出的阻抗补偿策略,可以使系统输出电压下降幅度降低至4%左右。