近年来,随着社会的发展、科技的进步,无线电能传输技术日趋成熟,为用电设备的供电和充电提供了一种新方式。相比于传统有线电能传输,无线电能传输具有操作方便、用户体验好、节省空间、不受雨雪等不良天气影响等优点。无线供电系统作为一种动态无线电能传输技术,能够完成电能从静止电源系统向一个或多个可移动用电设备的非电气直接接触电能传输,适用于线路巡检、AGV(Automated Guided Vehicle)物流、管廊设备等多种场景,有着良好的应用前景。虽然当前已有诸多无线供电相关的理论研究,但距离工程化、应用化尚有许多问题等待解决,比如系统工作效率较低、容易受外界干扰等。本文在现有国内外研究的基础上,对轨道式无线供电技术进行研究,通过研究无线供电技术的基础理论和磁耦合机构,设计一套轨道式无线供电系统。本文首先对无线供电系统的理论模型进行研究。针对采用LCC-P型补偿结构的无线供电系统,建立了无线供电系统等效电路模型,推导了参数匹配表达式和系统输出功率效率表达式。采用MATLAB编程绘制了系统功率和效率的特性曲线,并对其进行理论分析,说明LCC-P型补偿的优越性。本文根据系统功率的影响因素提出了提高输出功率的方法,并设计了一种接收端的等效电感补偿结构,该结构可以在不影响互感的情况下提高系统输出功率。通过搭建Simulink仿真模型,可以验证等效电感结构的可行性。本文对无线供电系统的多负载模型进行了建模分析,在理论上阐述LCC-P型无线供电系统单个线圈带多个负载的可行性,并采用Simulink搭建仿真模型,验证了 LCC-P型无线供电系统具有较好的带多负载能力。对磁耦合机构部分,采用ANSYS Maxwell三维仿真,对嵌入型拾取器和平板型拾取器分别进行相关研究。对于嵌入型拾取器,研究了各类磁芯结构的耦合系数,分析了各结构的漏磁区域,并提出一种E型磁芯改进方案;对于平板型拾取器,研究了不同磁芯铺设方式、拾取器高度对耦合系数的影响,并提出一种平板磁芯改进方案。本文在理论研究的基础上,设计了发射端控制装置和接收端控制装置,搭建了一套无线供电系统作为实验平台验证理论研究。详细介绍了发射端控制装置和接收端控制装置的各个组成模块及其功能,着重介绍了接收端的电压保护电路。利用该实验平台,设计了系统特性相关实验和磁耦合机构相关实验,实验结果表明前文所做的理论分析具有优良的应用可行性。