飞轮储能是一种高效的能量储存方式，具有功率密度大、单位质量储能值高、寿命长、无污染等特点，目前在不间断电源、脉冲电源、航空航天等诸多行业中得到了广泛应用。双向能量转换器是飞轮储能系统的重要组成部分，控制着一体化电动／发电机的工作状态，关系着飞轮储能系统能否可靠、高效的运行。　　 在查阅了国内外大量文献的基础上，首先分类总结了当前飞轮储能系统的发展现况以及在各个行业的应用情况。其次介绍了飞轮储能主要使用的一体化感应、开关磁阻及永磁电动／发电机的特点、原理、结构和电动／发电控制模式，同时也介绍了一体化电动／发电机所使用的双向能量转换器。然后针对某高速飞轮储能系统中的一体化永磁无刷直流电动／发电机，采用DSP作为控制核心、以IPM作为主电路构建了一体化永磁无刷直流电动／发电机的双向能量转换器，在Matlab/Simulink中建立了该能量转换器的数学模型，并对其性能进行了仿真。针对PWM模式控制过程中，电流纹波较大的问题，提出了三种改进方案并进行了仿真，对仿真结果进行了分析和比较。最后制作了双向能量转换器，完成了飞轮储能系统的运行实验，成功的将一体化电动／发电机运行到10500rpm，并实现了发电运行。