从目前的研究状况来看,国内外大多数的无轴承永磁薄片电机还处在理论探索和样机设计阶段,离真正的产业化还有一段距离。为了实现实用化、商品化以及工业化的目标,需要对下述几个方面进行深层次的研究。
结构参数的优化设计与精确数学模型的建立包含转矩和悬浮力两套绕组,因此必须在结构和参数上对电机进行优化。目前国内外对无轴承永磁薄片电机样机的设计没有统一的标准,根据无轴承电机特殊结构和工作要求,主要研究电机定转子的结构形式、绕组的缠绕方法、两套绕组匝数比等对无轴承电机悬浮特性和电机参数的影响。同时针对电机的不同结构,运用有限元分析软件对无轴承永磁薄片电机进行建模仿真,探索电机结构的优化设计的一般规律,并对电机的动静态特性及温度场进行分析。无轴承电机的结构优化和高性能磁性材料的选用将成为无轴承电机设计的一个重要的发展趋势。
当前,在无轴承永磁薄片电机数学模型建立的过程中,一般忽略绕组的漏感、磁路饱和、齿槽转矩以及涡流和铁心损耗等因素的影响,在研究径向悬浮力的过程中只考虑麦克斯韦力而忽略洛伦兹力,近似认为两套绕组的工作是相互独立的,导致控制模型不精确,不能进行动态解耦等问题。建立径向主动悬浮与转矩系统统一的数学模型是该电机研究的重点。
另外考虑到在无轴承永磁薄片电机中通常采用永磁转子,建立包含3个自由度被动悬浮在内完整的数学模型,对永磁转子进行动力学分析以及临界转速的求解有待于深入研究和探讨。