离心式冷压缩机是大型低温超流氦制冷系统的核心部件，其真空、深冷环境以及高转速运行工况使得轴承工作状况及寿命受到挑战。研究显示磁悬浮承载是一种可行的方案。但主动式磁悬浮轴承动态稳定性有待严格的验证，且依赖于高速、高精度实时控制，存在一定的安全隐患。超导磁悬浮轴承基于超导材料本征迈斯纳效应和磁通钉扎效应产生磁约束来支撑转子，与传统磁力轴承相比，具有无源自稳定、抗干扰性强、承载力大等独特性能，可以在真空、深冷环境下正常运转，因此在低温系统中具备广阔的应用前景。　　由于超导材料的复杂特性，以及应用系统设计的不成熟性，目前为止国际上尚未形成成熟的理论和设计方法。因此，针对大型低温超流氦制冷系统对冷压机运转稳定性的较高的需要，本文探讨了采用超导磁悬浮作为轴承部件的冷压机，通过对超导磁通理论和承载性能的分析，对超导磁悬浮冷压机系统进行布局和参数设计。论文详细阐述了超导磁悬浮的电磁本构关系，研究形成超导磁悬浮轴承设计方案，并利用ANSYS软件对超导磁力系统的悬浮力进行仿真，给出了承载力——位移曲线。基于超导体磁力实验平台，得出了磁悬浮力的实验数据，从而检验了超导磁悬浮方案的真实性。针对磁悬浮力与转子动力学性能的综合考虑，独立提出了一种通用型的优化设计方法和悬浮载重比优化指标，对永磁转子尺寸因子、极靴比以及超导定子尺寸做了相关探讨，并给出了尺寸参数与悬浮力的关系。　　基于超导体磁通运动过程，建立了超导磁力系统回复力的准静态模型，重点研究了径向超导磁悬浮轴承的径向刚度和磁隙处磁通分布。采用数值方法对冷压机系统的转子部件进行模态分析，得出各阶临界转速和振动情况;模拟恒温器的漏热，验证低温系统热设计效果，分析系统损耗和温度分布;针对永磁体材料强度不高的问题，仿真分析了永磁转子应力情况，并对加装碳纤维保护套的永磁转子进行强度校核。基于以上结果，对超导磁悬浮轴承转子系统的各运行状态进行了分析，并详细阐述了系统的启动、运行和停机流程。