飞轮储能是一种优越的新型储能技术,具有使用寿命长、转换效率高、适应性强以及无污染等优点。目前,飞轮储能技术己经在 UPS、电力系统、混合动力机车等领域获得了成功的应用,有着广泛的应用前景。　　本文的主要任务是对飞轮储能系统电气控制部分——电力变换器设计进行研究,它需要被设计为一个双向功率变换装置。本文采取先基本功能实现、后多功能集成的研究方法,通过对飞轮储能系统用电动/发电机的分析,以及飞轮系统的物理结构、工作模式和控制方式的分析,再以TI公司推出TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心的总体解决方案,重点进行了充电控制系统和放电控制系统的设计研究,然后详细地分析了电力变换器的工作过程和集成设计。　　在飞轮系统主电路方案中,本文以三相全桥MOSFET逆变电路作为实时控制主电路,采用120°导通方式结合半桥PWM调制的控制方案,从而极大地提高了系统的工作效率,且有效地避免了上下桥臂的直通短路。针对飞轮对无刷直流电机的高速度、高性能要求,采用基于电流环和高精度锁相环的双模控制系统,实现电机的转矩运行和转速的高精度运行。在DSP控制系统设计方案中,TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心,外围配置简单,基本达到了设计目标。在Matlab/Simulink仿真部分,结合实际电机的参数进行仿真,最后通过飞轮样机实验,验证了仿真结果的正确性与可行性。　　从整体上看,本文设计的主回路技术可行,满足了电力变换器的设计要求。整个系统具有硬件电路紧凑、效率高、功耗低、可靠性高、便于控制等特点,具有一定的实用价值。