Den großen industriellen Durchbruch haben magnetgelagerte Rotorsysteme noch nicht geschafft. Der Grund dafür ist im Bereich der aktiven Magnetlagerung vorrangig die hohe Komplexität und die damit verbundenen hohen Kosten. Sie finden also nur in nicht kostengetriebenen Nischenmärkten ihren Einsatz. Um die Magnetlagertechnik und ihre Vorteile für einen breiten Anwendungsbereich mit höherem Kostendruck wie Lüftern, Pumpen oder Spindeln nutzbar zu machen, sind besonders einfache Magnetlagersysteme notwendig. Solche Konzepte sind vor allem durch die Reduktion aktiver Komponenten möglich. Eine Gegenüberstellung der passiven Stabilisierungsmöglichkeiten zeigt, dass sich insbesondere permanentmagnetische Lagerstellen als Ersatz anbieten. Damit können bis zu vier Freiheitsgrade passiv stabilisiert werden. Die Problematik der Auslegung, Optimierung und insbesondere der Dämpfung magnetisch (teil)passiv gelagerter Systeme stellt den ersten Schwerpunkt der Arbeit dar. Dazu werden dynamische Grundkonzepte mit passiver Radial- und Kippstabilisierung sowie grundsätzliche Dämpfungsansätze untersucht. Als zentralem Element der Auslegung wird auch der Modellierung des rotordynamischen Verhaltens der entsprechende Platz eingeräumt. Schließlich wird das Zusammenspiel und die gegenseitige Beeinflussung von passiven Magnetlagern, aktivem Magnetlager (zur Stabilisierung des axialen Freiheitsgrades), Motor und Konstruktion untersucht sowie Spezifikations- und Zielgrößen für eine Systemoptimierung präsentiert.
Den zweiten Schwerpunkt der Arbeit bildet die materialoptimierte Auslegung permanentmagnetischer Ringlager. Dazu wird eine auf der Interaktionsenergie magnetischer Elementardipole basierende Methode zur Berechnung der Radial- bzw. Axialsteifigkeit hergeleitet, mit deren Hilfe grundsätzlich beliebige Magnetisierungsformen abgebildet werden können. Ausgehend von Einzelringlagern wird durch gestapelte Anordnungen mit entsprechender Magnetisierung eine sukzessive Verbesserung der Materialausnützung erzielt, bis hin zu einer Lagerstelle mit kontinuierlich rotierender Magnetisierung. Für eine solche wird schließlich auch eine Realisierung vorgestellt. Ebenso wird ein auf Graphen basierendes Auslegungsverfahren für permanentmagnetische Lagerstellen präsentiert.