飞轮储能技术以其充电放电速度快、存储容量大、功率密度高、使用寿命长、无污染等优点,被运用于电动汽车、航空航天、电力调峰、不间断电源等领域。本课题根据飞轮储能用电机性能的要求,提出将磁悬浮开关磁阻电机作为飞轮电机,使其既作为传动部件又作为支承部件应用于飞轮储能系统中。　　 磁悬浮开关磁阻电机是集开关磁阻电机和磁轴承于一体,将旋转力绕组和悬浮力绕组集中叠绕在定子极上,通过外围控制电路同时实现电机的稳定悬浮和旋转。悬浮力绕组的作用相当于磁轴承,旋转力绕组如同开关磁阻电机绕组,因此,磁悬浮开关磁阻电机综合了磁轴承和开关磁阻电机的优点,具有无机械摩擦、维护率低、能够实现高速和超高速运行等优点,具备飞轮电机的特性。　　 在开关磁阻电机的结构和运行机理的理论指导下,本文分析了磁悬浮开关磁阻电机的结构、运行原理和径向悬浮力产生原理,并对其悬浮力和旋转力控制电路拓扑、控制系统及几种控制方法进行了研究分析。　　 在电机结构尺寸不变的情况下,为了满足在复杂工况下提高转子稳定性、增大悬浮力,本文对磁悬浮开关磁阻电机的转子结构进行了改进,将原本单一的凸极结构转子改为由盘形部分和凸极部分共同构成的混合转子。依据改进的电机模型,根据平面几何关系分析推导了电机径向力和旋转力数学模型。　　 分析磁悬浮开关磁阻电机设计方法与步骤,本课题设计了三相12/8极磁悬浮开关磁阻电机,采用有限元分析软件Ansoft对电机参数进行不断优化,使其满足设计要求。文中首先对混合转子磁悬浮开关磁阻电机进行了仿真实验,验证了数学模型的正确性;其次在其它参数不变的情况下,将混合转子改为凸极转子进行仿真实验,得到的径向力较前者小,这与理论分析是一致的,说明了盘形转子确实能够增加转子悬浮力。仿真实验结果还得到了电机的磁通密度图,也很好的证明了理论分析的正确性。