飞轮储能是一种具有广泛应用前景的新型储能技术。近年来飞轮储能技术研究在国内外得到高度重视和快速发展。本人在前人工作的基础上，着重对永磁悬浮-螺旋槽流体动压支承的储能飞轮高速支承技术开展了深入的理论研究和大量的实验研究工作，使实验室的储能飞轮系统运行达到了预定高速指标48，000r/min，完成了可用于不间断电源的飞轮储能实验装置。 在国内外飞轮储能技术的发展和现状进行广泛调研的基础上，对飞轮储能原理，系统组成，关键技术和设计思路作了总结，提出了飞轮储能系统的参数和方案的设计方法、高储能密度飞轮结构的设计准则。 对复合材料-铝合金转子、永磁悬浮-螺旋槽动压混合支承的飞轮储能系统动力学特性进行了深入的理论研究，建立了转子支承系统的振动方程，分析得出阻尼器的支承参数是影响飞轮运转过程中低频进动出现的主要因素。提出了一种新的鼠笼式弹性支承挤压油膜阻尼器结构，达到合适的参数匹配，实现了飞轮转子的高速稳定运行，通过改变转子的转动惯量比有效改善了系统的临界转速分布。 分析了影响飞轮转子过临界和高速时振动因素，提出了以转子不平衡激励为主，并考虑到阻尼器油膜动刚度和电机偏心磁拉力的转子强迫振动的计算方法。复合材料缠绕的转子不平衡量较大，是引起转子振动的主要因素，进行了大量不同配重量的转子运行实验，所得的振动幅度随转速的变化曲线和理论计算的结果比较吻合。理论和实验结合，提出了以动平衡机的平衡结果为基础，通过现场动平衡进行修正的平衡方法，对飞轮系统达到了较好的平衡效果。 论文对飞轮系统的充放电性能进行了研究，采用DSP芯片的电机控制器和优化的充放电策略，实现了飞轮储能系统的连续充放电控制。对充放电过程中的各类损耗进行了理论计算和实验对比，通过分析明确了降低损耗，提高系统充放电效率的途径。