永磁同步电磁原理的冲击式按压发电机研究

按键开关用的发电机可将按键动作转为电能,为无线按键开关提供电能,在绿色智能家居中有重要的应用价值。本文提出了一种利用电磁原理的冲击式发电机,设计了一种双稳态转换的结构,在两个稳态转换的过程中,线圈中磁力线反向突变,产生电动势脉冲。采用有限元软件对双稳态结构的磁场分布情况进行了分析,对线圈和铁芯尺寸进行了优化设计,结果表明两个稳定状态的线圈中磁力线方向相反,感应电动势基本上随尺寸线性增加。加工组装了发电机样机,通过实验研究发现,按压一次,发电机输出电压可以达到30 V,产生电能达到1469μJ。利用电磁转换原理将按压动作转化为电能,其紧凑的设计、小巧的体积和高输出功率使其具有显著的优势,有望为无线传感网络节点和无线开关提供充足的能源,实现绿色自给运行。