高速感应电机具有转速高、功率密度大、几何尺寸远小于同功率常规电机等特点，可有效节约电磁材料。电机可以与高速负载直接相连，省去了机械变速装置，可以减少噪声和润滑油污染。高速感应电机的设计与常速感应电机有很大不同，面临着损耗计算、转子机械强度分析、冷却系统设计等一系列难题。本文针对高速感应电机设计中的这些关键问题做了如下几方面工作：首先，分析了高速感应电机的工作原理和设计特点。分析了极数的选取原则，定转子设计特点，电机各部分材料的选择以及为了加强转子强度所采取的措施，并对一台280kW，12000rpm的高速感应电机进行了电磁方案比较，分析了转子槽型、每槽导体数等对电磁特性的影响，在此基础上确定了电磁设计方案，并运用有限元软件对电机电磁特性进行仿真分析，验证电机设计的合理性。其次，在电磁设计的基础上对包括铁耗，铜耗，风摩损耗在内的电机各部分损耗进行了分析和计算。在分析电机定子各处磁化轨迹特点的基础上选择合理的铁耗计算模型对电机定子铁耗进行计算，并应用有限元软件对电机定转子铁耗进行了仿真，同时在分析了电机定转子铜耗特点的基础上对电机的定转子铜耗进行了计算，并应用有限元软件对电机的风摩损耗进行建模仿真，计算得到电机的风磨损耗。此外，高速旋转的转子要求电机转子要具有较强的机械强度，因此本文对电机的转子进行了机械强度分析。分别建立了圆形槽、水滴槽和平行槽三种不同的转子模型。分析了转子槽型、温度、槽口高度对转子应力的影响，最后对水滴槽转子和平行槽转子方案进行了优化设计，分析了通过转子槽型设计减小转子应力的规律。最后，基于传热学理论和电机结构特点，设计了定转子风冷、转子风冷定子水冷两套冷却方案，并应用CFX模块对电机进行模型建立并确定求解域，设定相应的边界条件和各部分热力学系数对电机进行了温度场计算，并研究了风速和转子铜耗等对电机温度场的影响。