随着科技的发展及生产需要,高速、超高速、大容量的电力驱动得到了越来越广泛的应用,但随着转速的升高转子的离心力也随之升高。传统转子永磁型电机的永磁体的固定变的越发困难,同时使得支撑转子的机械轴承所受的摩擦阻力增加,加剧了机械振动和噪音,造成电机发热,缩短了轴承的使用寿命,而且机械轴承需要润滑和日常维护,在某些特殊应用领域,如高清洁环境、真空,润滑油无法使用,还有在有毒、太空、辐射等应用环境下,维护机械轴承更是一大困难问题。磁通切换电机属于定子永磁型电机,克服了高速下转子永磁型电机永磁体的固定问题,基于此本文提出将无轴承技术应用到磁通切换电机上。本文的主要内容如下:建立了无轴承磁通切换电机(BFSPM)的悬浮结构及悬浮力线性数学模型,针对双绕组悬浮结构所带来的弊端,本文提出了一种BFSPM单绕组悬浮结构。对于BFSPM转子无偏心、有偏心两种实际运行情况,分析了两种转子运行情况下的悬浮力之间的关系,在建立的转子无偏心悬浮力模型的基础上构建了转子有偏心悬浮力模型,并利用Ansoft有限元分析软件对所构建的两种悬浮力模型进行了仿真验证,验证结果证明了本文所搭建的BFSPM悬浮力模型的正确性。利用电机设计专用软件Ansoft设计了一台12/10型BFSPM电机;在样机初始尺寸的基础上利用所搭建的Ansoft参数化模型对有关尺寸参数进行了优化,对比了不同尺寸参数下的电磁性能,选取了最优参数;解决了 BFSPM高聚磁作用导致的定转子齿部磁饱和的问题,保证了本文建立的转子悬浮力线性模型能够正确发挥作用。提出了 BFSPM的一种悬浮控制策略,其可行性得到了 MATLAB仿真验证。针对BFSPM缺一相转矩矢量控制传统dq旋转坐标系无法真正解耦的问题,本文提出了虚拟定子电流、虚拟定子磁链的概念,利用虚拟定子电流、虚拟定子磁链推导出了 BFSPM缺一相运行时的转矩解耦控制模型,并利用仿真及实验手段验证了该控制策略的可行性。为了验证本文中所提出的控制策略,以TMS320F2812DSP为核心,结合矢量控制的特点,进行设计了一套高性能、稳定性好的BFSPM系统硬件与软件,并对其中关键部分的实现方法进行了阐述。最后的实验结果表明该硬件系统能够满足所提控制方案的需要,具有可靠性高、实时性好的优点。