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摘要
为实现低频振动条件下稳定的旋转式能量收集，文中对一种陀螺旋转式振动能量收集器进行了结构设计与优化，可实现WSN节点自供能工作。分析了陀螺转子运动特性和电磁特性，提出了球形永磁转子和圆形线圈绕组选型的设计方案。为了实现高能量转换效率和高转速下旋转稳定性，提出了一种基于遗传算法的线圈排布结构，并采用计算机算法进行自动优化。研制了一个半径为20 mm的样机，在1700 r/min转速下，实现114 mW输出功率。实验结果表明，经结构设计优化后的旋转式振动能量收集器可以持续、稳定、高效率地收集低频振动能量。
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单位华中科技大学; 国网上海市电力公司电力科学研究院; 强电磁工程与新技术国家重点实验室; 电子工程学院
