飞轮电池是一种革命性的储能方式,与化学电池相比,它储能密度高、绿色无污染,是当今各国研究的热点之一。磁力轴承是一种无接触的支承技术,用它来取代飞轮电池中的传统轴承支承,不仅可以减少飞轮电池储能过程中的能量损耗,增加能量利用率,还可以提高飞轮电池的转速,增加飞轮电池的储能密度。磁力轴承按照工作原理不同可分为：主动磁力轴承、被动磁力轴承以及超导磁力轴承。被动磁力轴承造价低廉,但是不可控。超导磁力轴承承载能力强,但是结构复杂、控制系统庞大。传统的五自由度主动磁力轴承可控性和承载力都比较好,但是使用的电磁铁过多,造成能量损耗较大。本文中提出一种结构新颖的主动磁力轴承,实现五自由度的全悬浮。它依靠三个电磁铁和三个传感器完成对飞轮转子盘片平面的轴向支承控制,应用电磁铁的向心力效应限制飞轮转子的径向摆动。这种支承方式,不但继承了传统五自由度主动磁力轴承的承载能力强、可控性好的优点,而且结构上也比传统五自由度主动磁力轴承大大简化,降低了能量的损耗。文章中首先详细介绍了这种三点支承磁力轴承的结构,传感器和电磁铁的布局,电磁铁到飞轮转子盘片之间气隙值的求解过程。给出了飞轮转子的动力学方程,并建立起磁悬浮飞轮电池支承控制系统的数学模型,及其传递函数。其次研究了针对磁悬浮飞轮电池三点支承的控制器设计,包括硬件设计和控制算法的研究,在硬件设计中,详细叙述了基于TMS320F2812DSP的三输入三输出磁悬浮飞轮电池支承控制电路板的设计。在控制算法研究中,使用Simulink搭建控制系统的仿真模型,并且设计了传统PID控制器、神经元PID控制器、模糊PID控制器以及积分分离式PID控制器。在对磁悬浮飞轮的支承控制试验中发现,这种三点支承的磁力轴承结构可以满足飞轮转子盘片对磁悬浮支承的要求。文中研究的硬件电路以及控制算法也为以后开发结构更为简单、控制更为精密的飞轮电池打下良好基础。