由于人类环保意识的增强和对未来能源危机的担心,人们开始寻找新能源。在众多新能源中,压电材料以其结构简单、成本低、易于实现等优点在能量收集中的应用越来越受到人们的青睐。利用压电材料的正压电效应,采集环境振动能量和高压输电系统的磁场能,设计了一种可以把振动及磁场能转换成电能的振动发电装置。压电材料和高性能永磁材料的巧妙结合作为发电装置的核心器件,设计一种悬臂梁结构,当悬臂梁的固有频率等于环境振动或交变磁场的频率时形成共振,从而可吸收最大的外部能量,获得高的发电效率。具体地说,本文主要开展了如下研究:1.介绍了压电材料发电的基本理论,分析了压电材料性能参数对发电能力的影响;系统地阐述了压电振子振动模式、支撑形式、激励方式等对发电性能的影响,并对压电悬臂梁振动理论进行了分析。2.基于压电原理和热力学平衡方程,建立了双晶压电悬臂梁的数学模型,并运用有限元分析软件ANSYS对双晶压电悬臂梁的结构进行了模态分析和谐响应分析,对梁的尺寸参数以及激励方式对输出电压的影响进行了静力分析,分析结果与数学模型的预测结果是一致的。3.制作了单晶压电振子和双晶压电振子;并利用通电螺线管产生的磁场模拟高压电附近磁场,搭建了简谐振动平台,对单晶、双晶压电振子进行了实验研究,研究分析了在不同激励条件下,不同尺寸参数的压电振子的输出电压,并对结果进行了分析比较。利用转子振动试验台对双晶压电振子进行了实验研究。4.利用两倍压整流电路、超级电容设计制作了整流储能电路,实现了间歇的对外供能。