在轨航天器容易受到空间多种扰动力的影响,对其提出了高精度姿态调整的需求。而电动式磁悬浮动量球依靠定子和动量球之间的感应涡流实现动量球的悬浮和驱动,可以满足这种需求。但是,由于涡流场的作用,动量球上将会产生大量的热量,这些热量必将影响动量球的稳定性和定位精度。为保证动量球能够稳定安全地运行,必须要求动量球的温升控制在相应的范围内。而现在相关学者仅开展了关于磁悬浮动量球结构设计,磁场计算及简单的控制系统设计等方面的研究工作,并没有涉及热控制内容。因此磁悬浮动量球的散热问题成了在轨航天器进一步发展的关键性难题。为了满足动量球的散热要求,本文依据热量传递的基本原则设计出三种散热器的结构模型,包括上偏心,同心,下偏心。利用前处理软件ICEM及有限元仿真软件FLUENT对研究对象进行网格划分、计算,分析、对比得出上偏心的散热器结构模型具有较好的散热性能,并从理论上解释了散热器结构模型的改变,使得流体在动量球表面产生了不同的剪切力,造成了温度边界层的改变,从而产生了不同的散热效果。同时,为了避免较小的空气间隙产生较大的阻力,在三种散热器模型下对空气间隙的压降进行了分析。接下来,在上偏心的散热器结构模型下,进行了多种转速的仿真,对比分析了不同转速下的散热效果,从理论的角度解释了转速越高,流体对动量球表面的剪切力越大,其温度边界层厚度越薄,散热效果越明显。同样对空气间隙进行了压降分析,综合散热效果和压降给出了20000rpm的优化转速。最后,以动量球表面的最高温度和空气间隙的压降为优化目标,采用遗传算法对散热器的曲率和偏心距进行优化,给出优化后的散热器结构。