高端滚动轴承主要应用于高铁列车、精密机床、风力发电机、工业机器人、核工业泵、航空发动机及其国防装备等领域,作为提高这类尖端主机产品工作能力、运转精度、稳定性、使用寿命和可靠性的最关键和最直接的部件之一,研究其智能化技术有重要意义。高铁滚动轴承作为高端轴承重要一支,其从健康运行发展到失效损坏是一个逐渐变化的过程,通过在高铁轴承内集成不同用途的传感、调控装置形成独特传感器轴承单元,并利用信息处理、自动控制等技术搭建智能轴承系统实现对轴承运行状态实时在线监测与实时调控,从而保证高铁轴承精密、高可靠、低噪声的运行与状态控制,预防高铁列车组突然失控造成的巨大社会经济损失。本文设计基于变磁阻原理的磁电式俘能器,利用轴承的旋转运动产生电能,首先,建立理论和仿真模型并研究关键结构参数对变磁阻俘能器输出特性的影响规律,研究所提出变磁阻俘能器的抑制漏磁和提升能量俘获性能效果;然后,制作俘能器样机并搭建实验平台验证理论和仿真结果,进一步研究阻抗匹配对俘能器带负载能力的影响规律,采用设计的能量调理电路对俘能器俘获电能进行能量转换和管理,研究能量调理电路的带负载能力和充电性能;最后,将变磁阻俘能器集成于智能轴承内部,研究俘能器与能量调理电路系统的充放电特性,为智能轴承长期续航难题提供了解决方案。本文的主要研究内容如下:根据变磁阻俘能器的等效磁路模型和等效电路模型,基于磁荷理论、等效磁路模型建立俘能器开路输出电压的理论模型,根据变磁阻俘能器的等效电路模型建立俘能器带负载输出功率计算模型,得出影响俘能器输出的关键参数:永磁体高度、线圈高度、中隔圈齿高、空气间隙和转速。在有限元仿真软件内建立俘能器机电耦合模型并对其进行仿真分析,研究关键参数对俘能器输出性能的影响规律并验证理论计算结果的准确性,与m形铁芯双永磁体变磁阻俘能器在无磁性（空气）和有磁性（轴承外圈）环境下进行仿真对比分析,研究所提出的变磁阻俘能器抑制漏磁和提升性能的效果。制作变磁阻俘能器实验样机,搭建实验平台验证理论计算和仿真结果,分别测试空气间隙和转速对俘能器开路输出电压的影响规律,验证理论计算和仿真结果,探究阻抗匹配和无阻抗匹配下俘能器的带负载能力,搭建能量调理电路对俘能器俘获的交流电压进行倍压、整流,使其转换为直流电,研究能量调理电路的能量管理和充电性能。将变磁阻俘能器集成于高铁轴箱轴承内部,研制自供电轴承样机,通过增加俘能器线圈个数提升其俘能特性,在高铁轴箱轴承试验机上测试其输出性能并验证有限元仿真结果,研究俘能器在线圈串/并联下输出性能与转速、负载的关系以及能量调理电路的输出特性。