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非接触供电技术是一种新型的电能传输技术，具有使用方便、安全可靠等优点，在工业、医疗和日常生活中具有广泛的应用前景。电能传输效率是非接触供电系统的关键性能指标，在大功率应用场合中尤其重要。非接触变压器是非接触供电系统中的一个核心部件，其耦合性能直接影响系统的电能传输效率。 本论文针对应用于轨道交通领域的非接触供电系统中的非接触变压器，从理论分析、有限元仿真和实验验证三个方面，对非接触变压器的工作原理和特性进行了研究，并提出了一种改进的新型绕组结构，提高了非接触变压器的耦合性能。所开展的研究工作和结论如下: 首先，从磁路和电路两个角度对非接触变压器的工作原理进行了分析。对磁路角度，根据非接触变压器的结构特点，建立了非接触变压器的磁路模型，进而得到绕组电感参数的磁阻表达式，为后文的非接触变压器结构优化奠定了理论基础。对电路角度，建立了非接触变压器的互感模型，分析了四种常见的电路补偿拓扑;并基于串串补偿，得到了非接触变压器的传输特性。 根据理论分析结果，利用有限元分析软件Ansys Maxwell，对非接触变压器进行了结构优化，其中包括原、副边绕组的绕制方式、磁芯的结构及布置方式。根据优化分析结果，提出了一种新型的梯形绕组截面非接触变压器结构，并建立了有限元模型进行仿真计算。 最后，根据优化的模型参数，制作了非接触变压器样机，并搭建了输出功率为30kW的非接触供电系统。通过对非接触变压器绕组电感的测试，以及对非接触变压器传输性能的试验，当气隙为48mm且系统满载工作时，非接触变压器的传输效率达到85.3％，当系统半载时，传输效率达到87.7％。实验验证了非接触变压器结构优化的正确性，证实了该结构的工程可行性。 为了实现更大功率的工程应用，对非接触变压器结构做了进一步优化，分析了扁平磁芯的窗口宽度和磁芯宽度对耦合性能的影响，所得结果为大功率非接触变压器的工程化应用指出了优化方向。