高速永磁同步电机具有体积小、功率密度高和效率高等优点,在实际工程中应用广泛。高速永磁同步电机的转速高,转子风摩耗以及转子涡流损耗要远超普通永磁同步电机,又因为体积小造成散热困难,容易导致电机温升过高,引起永磁体高温退磁。同时高转速给转子各部件应力的计算和动力学分析带来一定难度。针对以上问题,本文对一台100k W、50000r/min的高速永磁同步电机的涡流损耗、风摩耗、温度场以及转子动力学进行了仿真分析。首先通过有限元仿真验证本文所用电机的电磁性能符合要求;通过解析法计算高速永磁同步电机的转子涡流损耗并与有限元结果进行对比验证;分析槽口大小对转子涡流损耗的影响;分析护套在不同厚度下,护套与永磁体的电流密度变化情况及其原因;计算护套在不同厚度下,护套和永磁体的涡流损耗,分析涡流损耗的变化情况及原因。然后分别采用解析法和有限元法对不同转速下的风摩耗进行了计算;计算分析不同风速下风摩耗的大小及变化情况;计算分析转子在不同表面粗糙度下风摩耗的大小及变化情况;对不同冷却方案下电机的温度场进行仿真,确定合理的冷却方案并分析风速对高速永磁电机各部分温升的影响。最后对护套和永磁体的应力进行解析计算并用有限元法进行验证;计算不同工况下永磁体及护套的应力大小并分析变化情况;分析永磁体及护套在不同转速、不同过盈量、不同温度下应力变化情况;计算转子前三阶的临界转速并绘制了坎贝尔图,分析了转子的振动模态。