电机的无轴承技术是近代高速电气传动领域里的重要研究方向,广泛的应用于永磁同步电机、交流异步电机和同步磁阻电机。无轴承电机具有无摩擦磨损、无需润滑,无污染、寿命长、高速、高精等特点。特别是无轴承同步磁阻电机除具备一般无轴承电机的优点外,还具备结构简单、转矩密度高、动态响应快、低转矩脉动、运行可靠等优点。因此无轴承同步磁阻电机在生物制药、食品化工、新能源、航空航天等领域有更广泛的应用前景。研究同步磁阻电机的无轴承技术具有特殊的工程应用价值和经济优势。　　 无轴承同步磁阻电机控制系统是一个系统工程,结合了数字控制技术、电力电子技术和电机技术,其中无轴承同步磁阻电机的本体设计是该系统的关键技术。本文在国家自然科学基金项目(60974053)等资助下,对无轴承同步磁阻电机数学模型、无轴承同步磁阻电机本体设计及数字控制方面开展了专题研究。　　 首先,在分析无轴承同步磁阻电机径向悬浮力和电磁转矩产生原理的基础上,采用麦克斯韦张量法分段积分推导电机径向悬浮力数学模型,并分析了无轴承同步磁阻电机的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。　　 其次,根据无轴承同步磁阻电机的双绕组结构,引入转矩绕组磁感应强度基波系数Cred和输出转矩系数Kred,采用传统电机定子绕组“二分法”设计功率为1.0kW,转矩绕组极对数为2,径向悬浮力绕组极对数为1的无轴承同步磁阻电机。利用Ansoft有限元分析软件,对电机的悬浮机理、性能和结构参数进行分析验证,仿真结果验证无轴承同步磁阻电机设计方法的科学性。　　 最后,构建以TMS320F2812数字信号处理器为核心的无轴承同步磁阻电机数字控制系统。设计了硬件驱动电路和模块化系统控制软件程序,并且以本文设计的无轴承同步磁阻电机为控制对象进行二自由度实验研究。实验结果验证了理论的正确性,为进一步研究无轴承电机的五自由度悬浮控制奠定了基础。