随着经济的发展、生活水平的提高,人们对于用电设备的供电灵活性、便携性、美观性提出了更高的要求。谐振式无线电能传输技术作为一种新兴的供电技术,可以使用电设备摆脱繁杂的电缆线束缚,实现能量的无线输送。由于该技术安全、便捷、美观等优点,获得了各界的广泛关注。越来越多的领域诸如电动汽车、便携式电子设备、植入式医疗器件、电力系统监测装置、工业自动化设备、航天与军事设施、水下潜器等都出现了无线电能传输技术的应用示例。随着无线电能传输技术的快速推广应用,其电磁环境及安全问题也势必会曝露于公众的视野中,人们对电磁问题必然会越来越关注。因此,若要进一步推进该技术的发展应用,系统工作时的电磁问题研究变得十分关键。磁场作为一把双刃剑,一方面在系统工作区是无线电能传输技术的能量载体,需要进行加强；而另一方面在非工作区,磁场又是公众关注的焦点,需要进行削弱。因此需要采取一定的措施,在不影响系统正常工作的情况下对系统周围的磁场进行屏蔽。由于系统与屏蔽机构之间的耦合作用,屏蔽措施的引入势必会使系统参数发生变化,而无线电能传输是一种较典型的多参数、强粘连性的技术,电气参数的任何一点微弱变化都可能会改变系统的运行状态,甚至导致系统不能正常工作。针对上述问题,本文对谐振式无线电能传输系统的若干电磁问题进行了分析与研究,旨在探索系统在屏蔽环境下的传输机理,建立引入屏蔽机构后的谐振器阻抗模型和系统模型,探究屏蔽环境下的参数补偿机制和效率还原方法,总结环境改变后的系统各方面性能,使系统周围的电磁环境能够得到有效抑制且系统依然能够稳定工作。并将所提出的方法应用到实际的无线电能传输系统中。本文主要围绕以下几个方面展开研究工作：1)谐振式无线电能传输系统的建模方法研究。从单个谐振器的模型入手,逐步深入为两个谐振器、含中继的谐振器、带有电源和负载的谐振器系统,分别通过耦合模理论与电路理论对系统进行建模,并推导出系统功率特性、效率特性、频率特性的数值计算方法。在此基础上,提出了适用于谐振式无线电能传输系统电磁问题的场路结合模型,其基本思路为从偏微分方程组出发,离散形成代数方程组,考虑到常规无线电能传输系统设计方法计算谐振器电磁参数中普遍忽略的量,精确计算出各个场量,从而得到谐振器的参数,进而通过路的模型发现系统性能与各个参量之间的依赖关系,为后续的研究奠定了理论基础。2)外界环境对谐振式无线电能传输系统的影响研究。从电磁场基本理论出发,建立了金属环境下谐振器的阻抗变化模型,从而得出在屏蔽体存在时谐振器线圈电感、互感、电阻变化量的解析解。以此为前提分别研究了非铁磁性材料和铁磁性材料对谐振器参数的影响,并综合仿真与实验对模型进行验证。在此基础上建立了金属屏蔽环境下的谐振式无线电能传输系统模型,分别对对称性屏蔽体与非对称性屏蔽体环境下的系统进行建模。通过分析得出系统谐振频率的偏移规律,得出系统在环境变化时的运行状态变化情况。提出了一种非铁磁性材料与铁磁性材料混合的屏蔽机构,可以使得系统参数维持在自由环境时的初始状态,从而减小由于屏蔽机构的引入给系统带来的性能损失。3)谐振式无线电能传输系统对外界环境的影响研究。研究了谐振式无线电能传输在自由空间下的电磁场分布,并以电动汽车无线充电系统为例,通过仿真计算了系统对人体各个器官的影响。分别分析了非铁磁性材料和铁磁性材料对系统的屏蔽作用,并采用仿真的方法探究了屏蔽机构存在时的空间电磁场分布。同时对上述提出的基于非铁磁性材料与铁磁性材料的双层屏蔽机构进行优化,实现了系统工作区磁场的加强和非工作区磁场削弱。4)搭建了适用于谐振式无线电能传输系统问题的研究平台。设计了基于半桥逆变的可调高频电源与用于电磁负载的整流模块,通过实验验证了理论分析的正确性,实现了系统周围电磁环境的屏蔽与系统性能的保持；同时设计了无线电能传输电磁环境监测系统,将电磁环境可视化,有利于该技术的广泛推广。