无油涡旋压缩机具有运转平稳、结构紧凑、效率高等特点,且摒弃了完成压缩气体后油气分离的步骤,相比于其他种类的压缩机更适合纯净气体的压缩。随着对纯净的压缩气体需求提升,对无油涡旋压缩机的研究也会更加侧重。现有的无油涡旋压缩机主要研究方向是使用自润滑材料,不使用润滑油来达到无油的目的,但也带来了压缩机的使用寿命和发热的问题。磁悬浮技术具有无接触、无摩擦、无需润滑等优点,应用于无油涡旋压缩机场合可以解决传统设备所存在的问题。依据磁力驱动技术结构紧凑、控制系统简单等特性,本文设计了电磁驱动式涡旋压缩机,并说明了该涡旋压缩机的工作原理以及对其进行实验验证及分析。根据动、静涡盘的参数计算出动涡盘所需的背压力与驱动力,利用有限元软件研究了U型电磁铁的磁路与磁力,并通过实验验证了U型电磁铁做为驱动元件的可行性。动涡盘的背压力是由永磁弹簧机构来提供,永磁环的斥力可以对动涡盘的轴向力和径向力进行虚约束,永磁弹簧和驱动元件相配合即增加了系统刚度从而减少泄露,还增强了动静涡盘承受凸点的能力,减少机械加工误差和装配误差对涡盘啮合造成的影响。最后,搭建了电磁驱动式涡旋压缩机的实验台,采用PD和PID两种控制方法进行实验研究。分别对实验台进行了阶跃响应实验、角度转变实验,从而验证了动涡盘能够实现平面三自由度位置精确控制;又做了正弦与余弦轨迹追踪实验和圆形轨迹追踪实验,实验结果表明PID控制方法能够使电磁驱动式涡旋压缩机的动涡盘能够精确到达既定位置且能够快速恢复稳定状态,具有较好的鲁棒性。动涡盘能够达到每分钟600转,且圆形轨迹很标准,达到了电磁驱动式涡旋压缩机实验样机的设计性能要求。