随着动压气体轴承和电磁轴承这两种无接触高性能轴承在能源动力以及高端制造装备上的广泛应用和发展,两者在高速旋转机械上的缺点也日益凸显,且随着高速、高精密、高可靠、高效率等要求的进一步提高,发展下一代轴承的需求日益迫切。磁气混合轴承结合了两种轴承的优势,且消除了动压气体轴承低速磨损、性能单一的劣势,弥补了电磁轴承高速性能的不足,提高了可靠性,是发展下一代高性能轴承的理想方向。而目前世界范围内对于磁气混合轴承的研究还很少,在国内几乎没有相关的轴承转子实验研究。基于以上,本文针对磁气混合轴承的主要工作有以下几个方面:提出了磁气混合轴承结构设计方法,搭建转子实验台。基于磁悬浮力计算理论以及磁路磁极设计理论,结合箔片设计制造工艺,设计磁气混合轴承结构和轴承电参数。基于径向磁气混合轴承设计搭建轴承转子实验台,便于后续对于磁气混合轴承支撑转子动力学特性进行研究。设计了磁气混合轴承用功率放大器硬件。基于三电平控制策略设计磁气混合轴承用数字功率放大器硬件电路,设计电涡流位移传感器和电流传感器的信号调理电路,设计控制系统硬件的PCB。设计了基于DSP控制器的PID差动闭环控制软件程序。研究磁气混合轴承的控制策略和载荷分配,在TMS320F28377D平台上完成对于八极线圈的PID闭环电流控制软件开发。基于F28377D芯片软件实现三电平控制效果,通过理论计算与仿真对比两电平与三电平策略的稳态电流和电流纹波。实验研究控制系统和轴承转子系统。针对设计的闭环控制系统软硬件平台进行动态特性测试以验证其性能范围。对轴承进行了启停实验以研究轴承在不同静态载荷分配比情况的力矩和起飞转速,验证了载荷分配对于箔片轴承启停性能有明显的提升作用。通过轴承静态载荷循环实验可以验证磁气混合轴承的非线性特性。基于磁气混合轴承支撑转子实验台进行转子动力学相关实验研究,实验结果表明载荷分配对于转子次同步振动有明显的抑制效果。