飞轮储能系统是一种用高速旋转的转子储存和释放能量的机械装置。为了使储能效率达到最大,采用磁悬浮轴承作为支承轴承,这也使转子系统的动态精度得到进一步提高。本文以立式磁悬浮飞轮储能转子系统的动态特性为研究对象,分析转子在瞬态转速下的振动响应。首先建立磁悬浮飞轮转子系统的线性动力学模型。主要从自由振动响应、变速的不平稳振动响应和基础激励下的振动响应三个方面分析立式刚性飞轮转子的径向振动特性。分别建立刚性转子系统和转子-基础耦合系统的数学模型:根据牛顿第二定律和陀螺力矩基础理论,建立瞬态转速下立式刚性飞轮转子的径向四自由度运动微分方程;根据拉格朗日能量法建立刚性飞轮转子-基础耦合系统的四自由度数学模型。其次在所建立的线性动力学模型基础上,依据数值积分法分析了刚性飞轮转子的径向振动特性。转子的转动状态分为匀速和变速两种情况。当转子匀速转动时,分析了其自由振动响应,得到了刚性转子坎贝尔图;当转子变速转动时,正处于不平稳运动的过渡阶段,分别分析了匀变速状态下的角加速度和变加速状态下的电机驱动功率对转子振动幅值的影响。此外,利用转子-基础耦合系统的动力学模型计算出了耦合系统下飞轮转子和定子的两阶固有频率,并分析了飞轮转速和安装支架径向支承刚度分别对转子和定子振动响应的影响。最后对600Wh磁悬浮飞轮储能系统试验平台进行安装,调试和数据采集,将得到的试验数据进行滤波处理,分析实际转子运动过程中的振动特性,验证仿真结果的准确性。通过调节电机转速得到不同转速下转子上下两端在的振动时域图、频域图、轴心轨迹图,从频域图中看出转子转动过程中受到偏心质量激励较明显,时域图中看出转子在临界转速下振幅较大,且振动轨迹具有定心性,与上述仿真结果吻合。