随着科学技术的发展,各个领域对于电机的要求也越来越高,特别是一些高速、超高速领域要求电机的转速能够突破传统的临界转速。传统的电机由于有轴承,会产生摩擦,故其临界转速比较低,当转速比较高时,由于摩擦引起的噪音、发热等缺陷使得电机转速的提升遇到了瓶颈,很难有质的飞跃。为了解决轴承摩擦的问题,一些专家发明了气浮、液浮轴承电机及有源磁轴承电机,它们虽然相比于传统电机有着很多优势,例如无摩擦、临界转速高等,但是又存在着一些缺陷,例如成本高,体积大等。在有源磁轴承电机的基础上,无轴承电机应运而生,在电机中原有的转矩绕组外又新加入了一组悬浮绕组,打破了原来电机中气隙磁场的均匀性,使得转子所受的麦克斯韦力不能相互抵消,从而利用该合力不为零的麦克斯韦力使得转子能够稳定的悬浮在定子当中,这样一方面使得电机中的转子能够无摩擦的运行,大大提高了电机的临界转速,另一方面,解决了有源磁轴承电机的体积大、成本高等问题。由于无轴承电机的优势及特点使得近二、三十年来无轴承电机得到了大力的发展与研究。本文首先研究了无轴承电机的悬浮原理,然后建立了无轴承异步电机及无轴承永磁同步电机这两种最为常见电机的数学模型。在此基础上,根据电磁感应定律及惯性定律,提出了在无轴承永磁同步电机中加入一组阻尼线圈,并根据工作原理分析加入阻尼线圈可以提高系统的鲁棒性,进一步由电磁场及电路原理建立了其完整的数学模型。然后利用有限元分析法,在Ansoft Maxwell软件中利用Rmxprt模块搭建了普通电机的模型,后在此基础上进行改进,搭建了无轴承永磁同步电机及带有阻尼线圈无轴承同步电机的Maxwell 2D模型并进行仿真分析,其结果证明了无轴承电机基本原理的正确性及增加阻尼线圈后可以提高电机运行过程中的稳定性。之后分析了电机的两种主要的控制方式,讨论了这两种控制方式的优缺点,最终选用转子磁场定向的控制方式进行控制,并且在无轴承电机悬浮力的基础上完善了整个系统的数学模型,分析了矢量控制中坐标变换的原理及搭建了坐标变换的仿真模块。最后,在MATLAB中搭建了无轴承永磁同步电机的仿真模型,利用之前建立的普通无轴承永磁同步电机的数学模型及带有阻尼线圈的数学模型分别设置了仿真参数,对有无阻尼线圈的无轴承电机进行了仿真分析,通过对比的分析方法,验证了加入阻尼线圈后对系统鲁棒性的增强,证明了理论推理及数学模型的正确性。论文的最后总结了整篇文章的主要内容及创新点,对文章中所进行的研究工作进行了论述,对无轴承电机之后的发展趋势及研究方向进行了展望。同时,也提出了本文中需要进一步研究、探索的内容,对之后的工作进行了规划。