无轴承永磁同步电机是将磁轴承中产生径向悬浮力的绕组和电机定子绕组叠装于电机定子中，通过磁场定向控制策略，使电机本身同时具备转子悬浮和旋转功能。无轴承永磁同步电机除了具有磁轴承支撑电机的无摩擦、无磨损、不需润滑和密封等优点外，还具备电机轴向利用率高、体积小、功耗低、结构紧凑等特点。因此，开展无轴承永磁同步电机的研究，对改变传统电气传动的设计理念，推动无轴承电机应用于生物科学、化学化工、航空航天机器人等特种电气传动领域，提高我国经济实力，具有重要现实意义。 本文首先以4极旋转绕组，2极径向力绕组的无轴承永磁同步电机为实验样机，阐述径向悬浮力产生的机理，推导了径向力和径向力绕组电压、电流关系，建立无轴承永磁同步电机的数学模型，并运用Matlab软件对设计的基于CRPWM的无轴承永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真分析，给出了仿真结果；然后采用稀土钕铁硼永磁材料，表面凸极式的转子磁路结构，对电机结构和参数进行设计，绘出了定予上两套绕组的分布图和接线图；最震，利用有限元分析软件对无轴承永磁同步电机电磁场进行分析，在考虑磁饱和非线性和永磁体去磁情况下，分析计算了径向力和径向力绕组中电流之间的关系，并且在气隙长度选定的情况下，研究了获得最大单位径向力电流时永磁体的实际厚度，研究结果已应用于实验样机中。