磁悬浮轴承是一种典型的机电一体化产品,是利用磁力作用将转子悬浮于空中的一种新型高性能轴承。与传统轴承相比,具有无接触、无摩擦、寿命长、能耗低、噪声小、无需润滑等优点,实际应用越来越广泛。本课题研究的目的是,解决传统轴承型分子泵应用在半导体制造行业时出现转速低、寿命短、真空不洁净等问题,设计分子泵的磁悬浮轴承结构和功率放大器,对实现分子泵在半导体工业中的良好应用有着重要的意义。首先综合考虑了分子泵体积小、磁轴承散热条件不好的特点,设计了分子泵磁悬浮轴承的结构,选择了轴承铁芯的材料,设计了磁极的布置、槽的形状、磁极数目和线圈缠绕方式。其次,为了得到最佳结构参数,对分子泵磁轴承结构参数进行了优化设计,建立了磁轴承结构设计优化模型,以磁轴承体积最小为优化目标,以线圈温升小于允许温升和承载力满足载荷要求等为约束条件。最后阐述了功率放大器的工作原理和特性,在分析了目前开关功率放大器所采用的调制技术、比较了各种调制技术优缺点的基础上,设计了脉宽调制开关功率放大器的电路,并进行了调试。测试了开关功率放大器的相关特性,试验结果表明该功率放大器频带宽、输入输出线性度好、效率高、电流纹波小,达到了设计要求。