相比传统机械轴承,磁悬浮轴承具有无摩擦、低损耗等众多优势,在部分行业具有丰富的商业价值。随着磁轴承技术的完善、生产销售量的提高,对磁轴承的工作性能和稳定性都越来越高。本文针对磁轴承系统中核心的执行器件——开关功率放大器做了部分研究,主要针对多桥臂型开关功放的优化控制问题及可靠性问题做了分析与改进。首先,本文简述了磁悬浮技术的应用及磁轴承高速电机的优势。通过分析磁轴承技术的发展趋势和研究重点,指出磁轴承系统中开关功率放大器的关键性。因此本文分析了磁轴承用开关功率放大器的性能指标及不同性能指标对磁轴承系统工作稳定性的影响。该部分指明了磁轴承功率放大器研究的方向和当前待解决的问题,包括电流跟踪性能和可靠性。随后,本文就磁轴承开关功率放大器的结构、原理展开了分析,并就此说明了多桥臂拓扑对比传统结构功放的优劣。为了保证尽量改善多桥臂的性能,本文提出了基于单周期算法的改进算法,通过模型预测控制优化公共桥臂的控制,实现了五组电流的最优控制。为了解决绕组阻值带来了续流损耗,通过建立精确的数学模型优化负载桥臂的占空比计算实现精确的电流补偿。接着,本文对开关功放的失效问题展开了简单的介绍并提出了具备开路容错功能的拓扑。通过介绍容错运行的原理和故障判断方法,并建立仿真论证了该拓扑的有效性。本文还对以上理论进行了实验,验证了本文所提出的方法、拓扑的有效性。最后,本文对全文的研究做了总结并提出了部分展望。