为解决传统磁耦合无线电能传输技术因线圈发生角度偏移导致系统输出功率和效率剧烈波动的问题，本文提出了一种异面重叠的全方向无线电能传输系统。首先通过磁场重叠抵消的方法实现三线圈结构解耦，基于有限元仿真和实验结果对比表明，当相邻线圈重叠距离为72 mm时，线圈处于解耦状态；然后基于LCC-S补偿网络和具有移相控制的全桥逆变器的电路拓扑，建立数学模型，并推导出发射线圈上方旋转磁场的调制方法。最后通过搭建实验平台，以系统输出功率和效率作为评价指标，验证本文提出的异面重叠组合线圈实现空间旋转磁场的有效性。实验结果表明，接收线圈在偏移任意角度时，系统的输出功率在18.7 W～22.65 W之间，最大波动率在10.56%以内，传输效率维持在66.43%～68.78%。