相对于传统的机械轴承,主动磁轴承具有无接触、无磨损、无需润滑等优点,所以在高速旋转机械领域的应用越来越广泛,主动磁轴承系统的安全性也成为应用的关键因素,本文针对主动磁轴承的两种内部故障:控制器开关元件故障和位移传感器故障,分别设计了两种故障容错系统。首先本文针对磁轴承的基本原理进行了综述和分析。在磁轴承的基本原理的基础上,利用泰勒级数建立了主动磁轴承的线性化模型,并建立主动磁轴承的刚体转子动力学模型,推导得出等效电感的模型,等效电感与气隙近似成反比的关系也是磁轴承自传感技术的理论基础。容错控制系统主要由两部分组成:故障检测和设备冗余。对于开关元件故障容错系统,控制器主电路具有两种工作模式,正常模式和冗余模式。系统通过线圈电流来检测元件故障,当元件开路故障时,系统控制器从正常模式切换到冗余模式使转子继续稳定悬浮;当元件短路故障时,系统关断控制器所有开关元件并使系统安全停机。对于传感器故障容错系统,以自传感技术作为冗余传感器,分别讨论了小信号注入法和非线性参数估计法等自传感技术,并建立了一种电流小信号注入法的自传感技术。当电涡流传感器故障时,以电流小信号注入法自传感技术作为冗余传感器,将自传感位移取代涡流传感器的检测位移作为反馈信号,使系统继续稳定运行。最后在实验平台上对开关元件故障容错控制进行了实验验证。