当前,资源消耗越来越多,能源问题已成为世界各国都需要解决的问题,新的储能技术已成为目前研究的热点。飞轮储能系统因其具有更高的能量转换效率、较高的功率密度、无任何废气废料污染环境等优点而具有广泛的应用前景。磁悬浮轴承作为飞轮储能装置上的重要支承部件,其主要作用就是确保飞轮储能装置的稳定运行。故本文将异极性混合磁悬浮轴承（Heteropolar hybrid magnetic bearing,HEHMB）作为研究对象对其相关性能展开研究。本文首先介绍了当前能源的现状和飞轮储能系统的国内外研究现状及其工作原理,并对磁悬浮轴承的研究概况进行了阐述,其中包括磁悬浮轴承的国内外研究现状、转子动力学的研究现状、以及损耗及温升的研究现状,最后对本文的主要内容进行了概括。其次,对几种不同类型的磁轴承的拓扑结构和工作原理进行了简单介绍,引出本文的研究对象为HEHMB,接着具体介绍其拓扑结构及工作原理,并建立包含偏置磁通和控制磁通的悬浮力模型。最后依据期望的悬浮力目标值,通过相关理论计算实现HEHMB结构参数的初始设计。然后,为了验证上述计算结果所设计的HEHMB的电磁特性是否正确,利用Maxwell软件对HEHMB的气隙磁密特性、悬浮特性、刚度特性进行了仿真验证,为了让转子的力学性能满足飞轮储能系统的要求,利用Workbench软件对HEHMB转子动力学性能进行分析,分析转子结构各阶振动形态以及临界转速。接着,介绍了损耗的相关计算理论,并利用Maxwell软件对HEHMB建模并对其损耗进行仿真分析。介绍了温度场分析的相关理论,并将Maxwell中损耗仿真结果作为热源导入ANSYS Workbench软件中来建立HEHMB温度场三维模型并对其中的一些温度参数进行设置,根据仿真结果研究HEHMB在自然工况及真空工况下的温度分布。最后,对HEHMB的优化流程进行了分析并确立了优化目标,给决策变量设置相应的取值范围并进行灵敏度分析来选择合适的决策变量,采用多目标人工蜂群优化算法对HEHMB的悬浮力、损耗和体积进行多目标优化,并对优化前后的HEHMB的相关性能进行对比分析。