随着社会的发展及生产需要,高速、超高速、大容量的电力驱动得到了越来越广泛的应用,但随着转速的升高转子的离心力也随之升高。传统转子永磁型电机的永磁体固定变得越发困难,同时使得支撑转子的机械轴承所受的摩擦阻力增加,加剧了机械振动和噪音,造成电机发热,缩短了轴承的使用寿命,而且在某些特殊应用领域,如在高清洁、有毒、太空、辐射等应用环境下,维护机械轴承更是一大困难问题。磁通切换电机是一种定子永磁型电机,其永磁体放置在定子上,转子上既无永磁体,也无绕组。同传统转子永磁型电机相比,定子永磁型电机转子形式简单,散热容易,克服了高速下转子永磁型电机永磁体的固定问题。基于此,本文中将无轴承技术运用到磁通切换电机上,对定子永磁型无轴承磁通切换电机进行基础理论研究。本文的主要内容如下:论文论述了该课题的研究背景及意义,介绍了国内外无轴承感应电机、无轴承永磁同步电机及无轴承开关磁阻电机的研究概况,在此基础上提出了定子永磁型无轴承磁通切换电机。定子永磁型无轴承磁通切换电机同时具备了效率高和转子结构简单的优点,明显有别于现有的无轴承电机技术,因此有必要对该种无轴承电机进行进一步的探索。通过分析研究定子永磁型无轴承磁通切换电机悬浮绕组对气隙磁场完整的调制规律,并在此基础上构建出数学模型,本文进一步推算出了悬浮绕组电流与悬浮力之间的关系。利用Matlab数值计算方法,得到多种特定悬浮绕组结构下的悬浮力波形,通过对悬浮力波形的比较选出较优悬浮绕组连接方式。本文优化设计了一台三相3kW、3000r/min定子永磁型无轴承磁通切换电机样机,根据磁通切换电机通用设计方法确定电机的初始参数,包括定子和转子的铁芯尺寸、永磁体尺寸及电枢绕组匝数。在样机初始参数的基础上利用电机设计专用软件Ansoft建立参数化模型。以气隙磁通密度、电磁转矩及悬浮力为目标,对电机主要尺寸参数进行优化,并通过对悬浮性能进行仿真验证电机的优化效果。最后,对所设计无轴承磁通切换电机实物进行基本性能测试和验证。本文推导出了电机旋转控制的数学模型以及电机悬浮控制的数学模型,在此基础上,提出电机旋转控制策略及悬浮控制策略。同时建立Matlab仿真模型,通过仿真结果验证该控制策略的可行性。