功率放大器作为磁悬浮轴承系统中执行单元的一部分，其性能的优劣直接影响该系统的控制效果。因此，针对如何提高功率放大器的稳态、动态性能和降低系统损耗等问题，论文主要围绕磁悬浮轴承系统功率放大器的三电平控制技术进行了研究。　　首先，阐述了磁悬浮轴承系统的控制类型，分析了磁悬浮轴承系统线性功率放大器和开关功率放大器的工作原理，指出了开关功率放大器具有效率高、功耗低以及动态性能好等优点，接着分析了开关功率放大器的典型结构，讨论了功率放大器输出电流纹波对磁悬浮轴承系统的影响，以及影响功率放大器性能优劣的重要指标。　　其次，基于磁悬浮轴承系统对功率放大器的要求，对比分析了功率放大器所采用的控制技术，指出了三电平开关功率放大器可以同时实现低电流纹波和良好动态性能。同时详细地分析了三电平开关功率放大器的工作原理，研究了两种典型的三电平控制技术，确定选取了采用三电平采样/保持控制技术的开关功率放大器作为论文的研究对象。由于软磁材料的非线性磁化特性，因此含有软磁材料的线圈电感随着电流的变化也呈现出非线性特征。基于软磁材料的磁化特性，推导出三电平采样/保持开关功率放大器的输出电流纹波公式和输出电压占空比表达式，为磁悬浮轴承系统更为精确地分析提供了理论基础。　　再次，在对三电平采样/保持开关功率放大器典型结构进行分析的基础上，设计了一种三电平采样/保持开关功率放大器，它具有受负载参数影响小、电路结构简单、稳态和动态性能好等优点，且可以输出双极性电流。　　最后，通过建立PSpice仿真模型和电流跟踪实验，以及磁悬浮轴承电机系统的静态悬浮和高速旋转实验，表明了论文所设计的开关功率放大器具有良好的稳态和动态性能，且可以满足磁悬浮轴承系统的要求。