随着社会的快速发展,无线传感网络和低功耗电子设备广泛的应用在人类的生产生活中,传统的化学电池供能方式存在着能量密度小、寿命短等缺点,而且不符合当代社会绿色环保的发展理念。气流能量采集器能将自然界中广泛存在的气流能量转化为电能为电子设备供能,被认为是一种长期、高效、绿色的电子设备供电方式,成为了国内外学者的热点研究方向。本文对课题组提出的抗磁悬浮气流能量采集器做了进一步研究,通过对采集器关键结构参数的分析,为结构尺寸的选择提供了理论依据,确定了转子的设计依据并设计出一种带有树脂外壳的新型转子,提高了采集器的输出性能。首先,研究了采集器所受的磁力、抗磁力、涡流阻尼、空气阻尼等作用力,进行解析分析,推导了相应的表达式,并使用有限元方法对其中的关键作用力进行了仿真计算,通过仿真计算结果与解析计算结果的对比,发现在开路状态时,采集器中的阻尼力以涡流阻尼为主。其次,通过仿真和实验研究了抗磁悬浮结构在竖直方向上的静悬浮特性和水平方向上的恢复力,利用回归正交设计法分析了抗磁悬浮结构参数对悬浮转子单稳态和双稳态下活动空间的影响,得到能够预测活动空间的回归方程,并得到获得最大活动空间时对应的最优参数组合,最优组合的预测值接近真实值。提出感应线圈的两种布置方案,通过分析研究,最终选择三个线圈始终相切的方案布置线圈,进一步仿真分析确定了线圈的外径、内半径和线径等结构参数。最后,搭建气流能量采集器样机测试平台,通过悬浮磁铁转子的升降速实验与涡流阻尼仿真结果的对比,进一步验证了悬浮磁铁旋转运动中阻尼力的主要来源为涡流阻尼。通过研究转子不同厚度、豁口半径以及中心孔径对采集器输出特性的影响,确定了采集器转子的设计依据,根据依据制作了一种具有树脂外壳的新型转子,使用新型转子在3000sccm的气流量下获得了1.3V的电压、30.6m W的功率,使采集器的输出电压和功率较不含树脂外壳的同尺寸转子分别提升40%、96%。制作了便携式的微型化样机,在3L/min的流量下产生了12V的交流电压,验证了气流能量采集器在非实验条件下的工作能力与应用价值。