高速永磁电机在实际工业上应用非常多,其优点包括转速高、功率密度大、整体体积小、工作效率高等。高速永磁电机的实际运行中蕴含着多种物理场,其中包括电磁场、流体场、温度场和应力场等,多种物理场之间相互影响和制约着,所以研究高速永磁电机各部分损耗、冷却及温升问题十分重要,其电磁场、流体场和温度场之间相互耦合的研究具有重要意义。因此对大功率超高速永磁电机的特殊设计和温升研究,对大功率超高速电机的发展具有重大的学术和实际应用意义。首先,本文以250kW,65000rpm的高速永磁电机为研究模型,设计了三种转子护套结构方案,并在驱动电压谐波存在的情况下,对三种护套方案空载和负载时的转子涡流损耗进行了比较,并计算了不同护套厚度负载时的转子涡流损耗,同时分析了负载情况下不同驱动电压初相角对电机各项参数的影响。其次,对高速永磁电机在定子开口槽处使用磁性槽楔结构,通过改进磁槽结构来优化电机气隙磁场,并研究不同磁导率的磁性槽楔对高速永磁电机各类参数的影响。随着槽楔磁导率的增加,电机气隙磁密谐波分量均有下降的趋势,因此磁性槽楔对改善电机性能有重要作用。此外,本文以50W,100000rpm的高速永磁电机作为研究案例,通过四种不同方法计算了电机定子铁耗,提出了一种适合高频情况下改进的铁耗分离模型,大大降低了高速电机定子铁耗计算误差,从而对250kW,65000rpm的高速永磁电机各部分损耗进行了计算,各部分损耗值作为电机温度场计算的基础,同时分析了不同转速和负载转矩情况下电机各部分损耗变化情况。最后,本文建立250kW,65000rpm的高速永磁电机三维简化模型,设计电机冷却方式并合理做出一些假设,结合电磁场-热场-流体场多物理场耦合方法对高速永磁电机温度场进行了仿真计算,并分析了强制风冷风速、水冷水流速及冷却水道宽度这三种因素对高速永磁电机各部分温升的影响,合理选取这三种因素是保证高速电机安全可靠高效运行的基础。