目前,转子系统在机械领域应用越来越广泛,因此就要求转子系统具有良好的动力学特性。临界转速直接关系到转子的运动稳定性及系统安全,因此转子系统临界转速研究一直是转子动力学的研究热点。本文基于600Wh飞轮储能系统,以电磁轴承支承下的刚性飞轮转子为研究对象。从转子理论建模、临界转速仿真求解、临界转速影响因素研究到转子系统实验全方位、多角度进行飞轮转子系统的临界转速研究。首先根据飞轮转子系统的组成结构以及支承特性,对转子实体进行简化和假设得到转子系统的简化模型。依据转子系统简化模型采用拉格朗日法结合欧拉角的方法建立飞轮转子系统的动力学模型,为临界转速求解和研究提供理论基础。其次根据有限元分析的基本理论及步骤,采用有限元法完成飞轮转子系统临界转速求解。采用ANSYS Workbench有限元分析软件对飞轮转子进行模态分析求解临界转速。依据所建立的刚性飞轮转子动力学模型,进行飞轮转子系统临界转速求解。将三种方法求解的临界转速结果进行对比,验证求解的准确性。临界转速影响因素研究是临界转速研究中非常重要的内容。从物理以及结构参数两个方面研究参数变化对转子系统临界转速的影响情况。从物理参数方面研究电磁轴承支承刚度、阻尼以及飞轮材料对转子系统临界转速的影响。从结构参数方面研究转子系统支承结构、电磁轴承支承跨距、转子轴伸长度以及飞轮长径比对临界转速的影响。最后进行飞轮转子系统的实验研究。采用相关的实验设备,按照实验方案流程进行飞轮转子系统升速实验。提取实验数据从示波器波形、转子时频域振动以及机座固有频率三个方面进行实验数据分析验证临界转速理论求解的准确性,确保研究课题具有实际的工程价值和意义。