为了解决飞轮储能系统中锥形永磁轴承没有一套便于计算磁力的数学解析模型问题,本文依据虚功原理法,在得到直角三角形永磁体磁力解析模型的基础上,通过组合直角三角形永磁体,在忽略磁环曲率的前提下得到了轴向磁化的锥形永磁轴承的磁力解析模型。其后,结合Halbach阵列,提出Halbach叠堆锥形永磁轴承,并建立其解析模型。本文对所有涉及到的永磁体和永磁轴承的数学解析模型应用有限元软件ANSYS仿真验证了其准确性,并给出了误差且分析了磁力与相关结构参数和相对位置之间的关系。解析计算和仿真分析结果表明:直角三角形永磁体解析模型可靠,误差满足工程设计要求。轴向磁化锥形永磁轴承轴向磁力随轴向偏移增大而减小、随着磁环厚度的增加而增大、随着磁环高度增大而增大、随磁环半径增大而增大;轴向磁化锥形永磁轴承径向磁力随径向偏移的增大而增大。Halbach叠堆锥形永磁轴承轴向磁力随轴向偏移增大而减小、随磁环半径增大而增大;Halbach叠堆锥形永磁轴承径向磁力随径向偏移的增大而增大。在相同的条件下, Halbach叠堆锥形永磁轴承磁力远大于轴向磁化锥形永磁轴承。