在新能源技术的发展中,电能储存技术扮演着至关重要的角色,一直是国内外学者的研究热点。各种电能存储技术中,飞轮储能具有转换效率高、充电速度快、使用寿命长、环境友好等优点。目前,飞轮储能已在不间断电源、城市轨道交通、新能源汽车、航空领域、电力系统、脉冲发电等诸多领域成熟应用,具有广阔的前景。飞轮储能系统主要由飞轮电机和驱动系统组成。感应子电机空载损耗低、结构简单,适合飞轮的一体化设计和高速旋转。本文以感应子电机作为飞轮储能用电机,对飞轮储能充放电控制策略进行了研究。首先,对感应子电机的基本结构与工作原理进行了介绍。感应子电机定转子结构特殊,电机内部具有三维磁路和单极性气隙磁密。为了便于分析,参考同步电机理论建立了感应子电机集中参数模型,并利用磁路解析法进行求解。在此基础上,搭建了电机的Ansoft/Maxwell三维有限元模型,并进行仿真计算,得到了电机的气隙磁密、电感和反电势等参数。然后,对飞轮储能感应子电机充放电控制策略进行了研究。感应子电机转子采用实心钢结构,高频电流纹波会产生较大转子损耗。在分析电流纹波产生原因的基础上,采用了一种减小电流纹波的PWM/PAM混合充电控制策略。为了保持输出电压稳定,采用了一种利用电机自身电感储能升压的放电控制策略。通过Ansoft/Maxwell三维有限元仿真计算电机参数,将结果导入Matlab/Simulink。利用参数查询的方式建立感应子电机本体精确的数学模型,并对飞轮储能充放电进行了仿真。最后,对飞轮储能驱动系统进行了设计,并对硬件设计和软件设计进行了介绍。完成了驱动系统的调试和飞轮储能充放电实验。实验结果与仿真结果相符合,验证了控制策略的可行性。