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磁悬浮轴承功率放大器是开关型系统,需要从理论上准确地分析开关功率放大器实际特性以指导电路的设计。在三电平脉宽调制功率放大器输出负载电流原理的基础上,运用傅里叶级数理论分析建立了磁悬浮轴承开关功率放大器闭环系统的数学模型并推导出输出负载电流的数学解析式。对该数学模型及数学解析式进行仿真研究,并将仿真结果与Orcad电路软件仿真结果及实验结果相比较,三种结果基本吻合,表明研究的数学模型及解析式是可行有效的。设计的磁悬浮轴承三电平功率放大器使高速磁悬浮电动机在60000r/min的转速下稳定运行。