风电是一种可再生、安全高效的新型清洁能源，风电的发展有助于能源短缺和环境污染问题的解决，调整国家能源的构成。然而，在风速低于特定风速的地区，将不适宜安装风机，支承结构是制约风力发电机的启动风速、使用寿命和维护成本的关键因素之一，同时，研究在低于额定风速时任何状况，风电控制器仍能转换最大风能以及实现风机系统安全可靠运转，将能增大风机发电效率，增加风机的年发电量与改善系统稳定性。为了消除传统风机中存在的摩擦与磨损问题，降低风机启动时风的速度和维护费用，增加风能转化效率，本文研究了磁悬浮风力机，对磁悬浮轴承结构形式、数学模型、参数设计、最大风能捕捉理论以及实验系统进行了研究。本文的主要研究内容如下：　　首先，对比分析风机国内研究的多种典型磁支承方案，从节能及系统稳定性角度出发，研究了径、轴向均应用混合磁悬浮轴承的垂直轴磁悬浮风机。然后，阐述了混合磁悬浮轴承的工作原理，建立了其数学模型，写出了其参数设计方法，并进行了有限元仿真验证；对轴向混合磁轴承，在保证其性能要求的前提下，结合有限元分析法对轴向磁轴承的结构参数进行了优化，改善了磁轴承的紧凑程度，对于其它磁轴承的设计具有一定的参考价值。　　其次，对最大风能捕捉控制理论进行了研究。给出了风力机的特性，并建立了其数学模型，采用最佳转矩曲线法实现最大风能捕捉，即风能MPPT（Maximum Power Point Tracking）。接着介绍了最大风能捕捉控制系统中各模块的构成，最后采用 Matlab对MPPT理论进行了仿真验证与分析。仿真结果验证了本文所研究控制策略的可行性。　　再次，根据磁轴承工作原理及控制要求，最大风能捕捉理论设计了以DSP2812为主要控制器的控制系统，完成了控制系统的软、硬件模块设计，硬件部分包含DSP控制板，功率驱动板，位移、电流、电压检测板和故障保护电路；软件部分包括ADC采样处理程序，串口通信程序，电流跟踪型PWM波产生程序，磁链计算及扇区判断程序，Svpwm控制算法实现程序等。　　最后，构建了风力发电机支承系统实验平台，借助于实验调试界面，完成了转轴起浮、抗扰动试验，验证了试验样机和数字控制系统设计的正确性与合理性。对最大风能捕捉控制系统进行了软硬件设计，并介绍了控制系统各模块的实现方法，为后续构建最大风能捕捉试验平台奠定基础。