磁悬浮分子泵是一种采用可控磁悬浮轴承替代传统轴承的真空泵,因磁悬浮轴承实现了对转子的无接触支承,具有无磨损、无需润滑的特点;同时对悬浮转子的性能还具有一定的主动控制能力,更有利于实现分子泵的高性能。因此,磁悬浮分子泵能广泛应用于各种真空领域。在国家16项重大专项课题之一——神光Ⅲ项目中,许多装置除要求在真空环境下工作外,还要求高洁净度和低振动的环境,磁悬浮分子泵因其良好的性能非常适合神光Ⅲ项目的需求。本文针对神光Ⅲ项目的需求,对用于磁悬浮分子泵的主动磁轴承进行模态辨识和试验研究,为磁悬浮分子泵的设计开展了基础研究。首先,通过分析磁悬浮轴承的结构和控制策略原理,建立了磁轴承-转子系统的数学模型;并确定影响系统模态参数的结构参数,选择礠间隙和偏置电流作为模态分析中的变量因子,计算了系统刚度、阻尼和电磁力等随变量因子(磁隙和偏置电流)变化的情况。同时,对单自由度磁轴承试验台和五自由度磁轴承试验台建立了结构模型。其次,运用有限元软件ANSYS,对单自由度磁轴承和五自由度磁轴承进行了静力分析和模态分析,得到了系统前四阶模态振型;通过一系列的分析,找到了单自由度磁轴承系统前四阶共振频率随轴向磁隙和偏置电流的变化规律曲线;得到了五自由度磁轴承系统前四阶共振频率随X向磁隙、Y向磁隙、Z向磁隙以及偏置电流的变化规律曲线。最后,对单自由度磁轴承试验台进行试验模态分析,用锤击测振系统测出了系统的实际振型和共振频率,并与有限元模态分析结果进行了比较。试验结果表明,理论模态分析与实际结果相近,从而得到了比较准确的模态参数,在磁轴承的控制试验中也验证了模态参数的重要性。