无轴承电机是将轴承支撑与转矩输出功能集成于一体的新型电机，是高速电机研究领域的重大突破。其中永磁型无轴承电机因其功率密度大、悬浮功耗比小、效率高和体积小等优势而受到广泛重视。由于传统无轴承电机一般只能实现两自由度的主动悬浮，在构造五自由度全悬浮的磁悬浮电机系统时，需要额外附加轴向磁轴承，因此系统体积较大，轴向利用率低。本项目研究中首次提出一种采用交替极永磁电机来实现轴向与径向悬浮均主动控制的新型磁悬浮电机结构，电机构造更为紧凑，功能更趋完善。其中为解决三自由度主动悬浮中轴向与径向悬浮之间、转矩控制与悬浮控制之间的耦合性难题，采用解析法和场-路结合的方法建立轴径向悬浮与转矩的数学模型，并利用三维电磁场有限元仿真分析耦合性问题，优化电机本体设计，进而从控制的角度实现三者解耦。本项目研究将为无轴承电机在高速驱动领域的实用化奠定良好的基础，对我国在此领域实现自主创新和赶超世界先进水平具有重要意义。
