随着科技的发展，人们对其生活质量和居住环境提出了更高的要求，这就引发了电力保障问题，应急电源系统(EPS)应运而生。EPS能够保障电力的供应质量，有效降低因断电而造成的损失，为人们的生产和生活安全提供保障。本文主要对压缩空气应急电源系统的工作原理、系统效率及其关键零部件——涡旋式膨胀机作分析计算和仿真实验。　　本文介绍了压缩空气应急电源系统的组成及工作原理，用(媚)平衡法对系统的能量分布情况作了分析，得到了储气罐输出有效能、减压阀引起的(媚)损失及膨胀机输出的有效能的数学模型，为下一步的热力学模型仿真提供理论基础。然后用MATLAB的Simulink模块对压缩空气应急电源系统的效率与各影响因素之间的关系进行仿真分析。结果表明，系统各参数的大小及匹配性对系统效率起着决定性的影响，而其中涡旋式膨胀机各参数又起着主要作用。　　在此基础上，根据涡旋机械正常工作的条件，推出了圆渐开线涡旋型线的型线方程及各个腔室的容积计算方程。利用FLUENT软件的动网格技术对涡旋式膨胀机的内部流场作了分析，得到了膨胀腔内压缩气体的压力场和速度场分布。分析了压缩气体对动涡盘的气体力作用，得到动涡盘所受的轴向气体力与切向气体力是随着动涡盘的周期性旋转而成周期性变化的，而径向气体力不随着主轴转角的变化而变化，为定值。　　根据变质量能量守恒方程，推出了进入涡旋式膨胀机的压缩气体的质量流率和它对膨胀机所做的功，并得到了涡旋式膨胀机的径向泄漏量和切向泄漏量都随主轴转角的变化而成周期性变化。根据进入涡旋式膨胀机内压缩气体的质量流率和动涡盘的受力方向，得到涡旋式膨胀机的输出功率，并求得其效率表达式。当膨胀比一定时，进气压力越大，涡旋式膨胀机的效率越高，而且随着进气压力的增大，效率的增长速率是逐渐减小的。　　通过试验对压缩空气应急电源系统的效率和涡旋式膨胀机的能量输出效率作了试验验证。试验结果与理论分析相一致，验证了理论分析的正确性。