随着便携电子设备和无线传感器的广泛应用,利用环境中的可再生能源为其提供实时电量已成为研究热点。振动能在环境中存在范围广,资源丰富且无污染,适用于为便携式设备供能,而风可使物体产生振动。然而,目前基于风能的发电设备主要是在较大风速环境中发电或利用较高频率振动能发电的发电机。为了实现对微风环境下的低频振动能量的利用,本文设计了一种微风驱动的宽频带旋转式压电发电机。该发电机结构主要包括：风力传动、压电发电以及增频缓冲三部分。在微风驱动下,风力传动部分通过旋转将风力转化为迫使压电发电部分产生振动的驱动力,根据压电效应,压电发电部分将振动转化为电能输出。该发电机结构中加入增频缓冲部分,用来增加工作频带宽,同时可以限制压电发电部分的振动位移对其加以保护。本文的主要工作如下：首先,以垂直轴为基本形式设计了微风驱动的宽频带旋转式压电发电机的总体结构。其中,为减小启动风速,发电机整体为垂直轴,风力传动部分采用S型叶轮；压电发电部分采用压电悬臂梁：为增大工作频带宽收集更大范围风能,在发电机结构中加入增频缓冲部分,并且针对增频缓冲部分设计了两种结构形式：块状结构和圆弧状结构。其次,梳理了发电机风力传动部分的理论计算公式,包括磁铁间的作用力等物理量的计算。根据所得公式设计该部分各零件的尺寸,计算其输出功率、风能利用效率等参数,并推导得出叶轮上游风速与叶轮转速的线性关系。然后,针对发电机增频缓冲部分的两种结构：块状结构和圆弧状结构,分别建立其理论模型并进行仿真分析。当增频缓冲部分为块状结构时,对压电悬臂梁与块状结构碰撞过程提出不同的分析建模方式：将压电悬臂梁与块状结构看作两个对象或看作一个整体进行分析。比较仿真结果发现,块状结构能够在非最佳风速下增加输出功率,且前一种计算繁琐,后一种分析简洁清晰。比较增频缓冲部分的两种结构形式,在相同情况下,圆弧状结构能够使压电悬臂梁的输出电压更大,但与块状结构相比使用起来受限较多,安装要求高。最后,为改善压电发电机输出性能,根据其压电发电及增频缓冲部分结构的特点搭建实验平台,测试了加入增频缓冲部分对压电发电机输出性能的影响,验证了增频缓冲部分能够增大压电发电机的工作频带宽,并对压电发电及增频缓冲部分几项重要参数进行优化。优化测试结果表明：当驱动轮上磁铁数量为4,固定在驱动轮与压电悬臂梁自由端的磁铁间距d为10 mm～15 mm,块状缓冲结构在横向间距△l为7 mm和纵向间距△为0.8 mm～1.2 mm的位置时,压电发电机有最好的输出性能。本文通过在旋转式压电发电机系统中加入增频缓冲部分,可将工作风速范围由5.38m/s～6.38 m/s最大增大至2.92 m/s～13.0 m/s,增大了9.1倍,有效地增大了工作频带宽;最佳匹配电阻可由无缓冲时的350 kΩ最小减小至1 kΩ,并且块状缓冲结构块状缓冲结构在合适的位置时既能增加工作频带宽又能增大输出功率。优化结果为压电发电机整体尺寸设计提供了重要的参考依据。