城市道路和高速公路等道路上每天的交通量都很大,路面不断受到车轮的碾压,巨大的压力使路面发生形变,利用该机械能收集起来可以为公路沿线的用电设施供电,这种采集方式不依赖光和风,可以很好的适应外界环境。本文将直线式永磁发电技术用于道路能量收集,给出一种道路压力发电机结构,对道路压力发电技术进行理论与实验研究,基于脱离体模型构建发电机的单自由度系统模型。根据汽车的车轮是否与发电机外部顶杆接触,把发电机的工作过程分为两个阶段:受迫振动阶段和自由振动阶段,并结合单自由度系统模型,明晰两个阶段的发电机动子的运动规律。在此基础上,研究发电机的机电耦合特性,对发电过程中的系统响应规律、频率特性、机电转换效率、负载特性等进行分析。编制仿真程序对发电机的发电过程进行仿真分析,其中磁场和磁力采用有限元法进行计算。仿真结果表明,当动子按正弦规律运动时,输出电动势出现了明显的倍频,研究表明这是由于磁力的作用,使得发电机呈现非线性特征。当模拟车辆碾压作用时,在轿车以速度20km/h碾压之后,输出电动势的最大峰峰值和平均功率分别为472.9V和205.7W。设计并制造样机,将样机埋入道路中,使轿车碾压埋入道路中的发电机进行测试。当轿车以20km/h的速度通过发电机时,测得的输出电动势最大峰峰值和平均功率分别为484.18V和255.1W。对输出电动势的实验值和计算值的幅频特性分析表明,电动势的最大值均出现在20Hz附近。实验结果与计算结果的时域特性和幅频特性一致,表明文中给出的模型和理论分析方法能较好地描述该电磁式道路压力发电机的运行规律,为其应用奠定了理论基础。