为了解决无轴承永磁同步电机(BLPMSM)启动困难的问题，提出了异步起动(LS)无轴承永磁同步电机的新结构，这种结构的无轴承电机具有异步起动的能力，并且在同一个电机中能够同时产生磁悬浮力和转矩，具有磁轴承的诸多优点，如：无摩擦磨损、高速高精度、寿命长等。而且相比于磁轴承支承的电机系统，这种结构还具有体积小、结构紧凑、成本低等优点。近几年来，随着控制理论的发展和电力电子技术的进步，其应用领域也得到初步地推广。　　本论文在江苏省“333工程”、“青蓝工程”和江苏省重点研发计划项目(BE2016150)的支持下，针对LS-BLPMSM的运行原理、数学建模及悬浮力补偿等方面开展了相关的研究。本论文的研究内容和取得的成果主要包括：　　1.阐述了无轴承电机的技术背景及研究意义，对无轴承电机的发展历史、结构特点、当前的研究和应用概况作了简要的综述。分析了无轴承永磁同步电机在起动方面的困难，以及异步起动永磁同步电机起动的原理、起动过程中的不同的转矩类型，提出了异步起动无轴承永磁同步电机的新结构，解决了无轴承永磁同步电机起动困难的问题。　　2.阐明了异步起动无轴承永磁同步电机的起动原理和悬浮力产生原理，利用异步起动永磁同步电机的电压方程、磁链方程、转矩方程和转动方程，构建了电机转矩部分的数学模型；利用麦克斯韦张量法，在分析了电机气隙磁场的磁通密度分布的基础上，推导了悬浮部分的数学模型，包括转子受到的可控悬浮力和偏心磁拉力、以及转子的平动方程；分析了悬浮力绕组对起动性能的影响，得到了合适的极对数配合原则。　　3.悬浮力绕组电流产生的磁场会在鼠笼条内产生感应电流，本文分析了鼠笼转子对悬浮力幅值和相位的影响，将鼠笼转子和悬浮力绕组之间的相互作用等效成一台感应电机，提出了悬浮力补偿控制策略，通过对悬浮力绕组电流幅相补偿，减小了悬浮力幅值和方向的偏差，并通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提出的补偿控制策略的正确性。　　4.以TMS320F2812为主控芯片，研制了无轴承永磁同步电机的数字控制系统的软、硬件，通过采集位移和转速等信息，控制两套绕组的运行状态，实现电机的稳定旋转与悬浮。并基于Visual Basic平台编写了上位机程序，实现了数字控制系统的实时监视和在线调参。