无线电能传输技术在社会的不断发展中越来越凸显其便利性和必要性,无线电能传输技术主要包括感应式耦合、辐射式、电场耦合或磁场耦合谐振方式。其中以磁耦合谐振的无线电能传输系统集电磁技术、电力电子技术、现代控制理论为一体,并以传输距离较远、功率较大的特点,而获得了较为广泛的应用场景。本文对磁耦合谐振结构和传输系统的电路进行建模分析,通过公式计算对系统线圈优化设计提出电感-电流设计法和匝数-功率设计法。为了增加电能的传输距离,对双中继线圈提出逐一变量设计法。这些设计分析为后续的系统分析以及系统的仿真与实验提供了方法。其次,在公式推导计算的基础上,利用软件数字化分析了系统影响因子对传输特性的影响,阐述了系统的线圈特性、负载特性、频率特性。利用Matlab软件结合所提出的系统设计方法,优化线圈匝数、传输距离等参数,提高了系统的传输效率、功率以及稳定性;为了实践中便于调谐,提出基于均等电流小电容阵列的LCCL发射电路,且根据优化后的参数对大功率传输系统和远距离传输系统进行Simulink仿真验证参数选择的正确性。最后,对实验所需的电路硬件进行选型,并研制了系统的主电路和控制电路,完成了大功率传输系统和远距离的双中继线圈传输系统的实验。成功的在28cm外传输2k W以上功率,并成功的通过中继线圈在1.8m外实现超过80%的高效传输能量。证明了所提出的磁耦合谐振式无线电能传输设计方法的正确性。