1、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需求導(dǎo)致傳統(tǒng)機(jī)械軸承式電機(jī)的使用受到了很大的限制，而磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)兼具開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)和磁懸浮軸承的特點(diǎn)，具有損耗低、軸向利用率高、臨界轉(zhuǎn)速大等優(yōu)點(diǎn)，在飛輪儲(chǔ)能、航天航空等領(lǐng)域擁有廣闊應(yīng)用前景。經(jīng)多年研究，國(guó)內(nèi)外專家相繼提出多種結(jié)構(gòu)的磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)與雙繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相比，具有繞組利用率高、運(yùn)行穩(wěn)定、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文以12/8結(jié)構(gòu)的混合外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻

2、電機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)其運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型、本體優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了深入研究。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金(51377074)項(xiàng)目資助下開(kāi)展研究工作，主要工作如下：
　　（1）研究了12/8極混合外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理，利用虛位移法與等效磁路法分別對(duì)凸極轉(zhuǎn)子部分與圓盤(pán)轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并利用有限元仿真軟件驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，為電機(jī)參數(shù)優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。
　?。?）對(duì)12/8極混合外轉(zhuǎn)子單繞組

3、磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行本體設(shè)計(jì)，推導(dǎo)了主體尺寸計(jì)算公式。用有限元單一變量法對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，根據(jù)各參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)矩、懸浮力的影響找出需要優(yōu)化的關(guān)鍵參數(shù)。
　?。?）采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)12/8極混合外轉(zhuǎn)子單繞組磁懸浮開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立電機(jī)性能的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，設(shè)計(jì)了電機(jī)參數(shù)的優(yōu)化流程，用有限元分析驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。
　　（4）構(gòu)建了以DSP和FPGA為核心的高速數(shù)字控制系統(tǒng)，在硬件系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了功率變換