飞轮储能（Flywheel Energy Storage,FES）是一种优越的能量储存技术，当磁悬浮技术、高强度材料应用技术、现代电力电子技术等关键性技术取得了实质性的突破后，在很短的时间内得到了迅速的发展和应用。　　目前，飞轮储能系统的研究工作主要集中几大关键技术上：磁悬浮技术、集成驱动的电动机/发电机技术、变频调速技术和复合材料飞轮技术等。其中集成驱动的电动机/发电机与变频调速技术是飞轮储能系统实现能量双向流动的关键纽带。所以本文主要针对以下几项任务进行了相关研究：　　对飞轮储能系统中的高速飞轮电机进行了相关设计，重点阐述了电机本体的主要设计特点，并利用有限元法进行计算验证。　　设计研发了飞轮处在加速储能模式下的电力电子转换器的硬件电路，其中主要包括功率主电路、调速电路、限流保护电路三大部分。采用了开环PWM调速方式对该系统进行控制。　　比较分析了两种铁耗理论计算模型，对高速飞轮电机的进行了定子铁心损耗空载实验研究、转子涡流损耗温升实验研究，并在有限元中分别对两种损耗进行了计算分析，再对比相应的计算结果，分析总结规律。　　在对飞轮减速释能模式的研究中，简述了能量回馈的基本原理，采用了Buck型降压DC-DC变换器输出直流电压供给负载使用的方案，并设计了切实可行的闭环稳压策略，最后在Matlab/Simulink仿真平台中将飞轮加速储能模式和飞轮减速释能模式的模型分别予以验证，仿真结果验证了控制方法的正确性和有效性。