高速永磁电机采用烧结钕铁硼永磁材料，烧结钕铁硼是一种类似于粉末冶金的永磁材料，能承受较大的压应力（约1000MPa），但不能承受大的拉应力，其抗拉强度低于抗压强度的十分之 一（一般≤80MPa），如果没有保护措施，永磁体无法承受转子高速旋转时产生的巨大离心力。

　　目前，保护永磁体的措施有两种：一种保护方法是用采用碳纤维绑扎永磁体；另外一种是在永磁体外面加一高强度非导磁保护套。与采用非导磁钢保护套相比，碳纤维绑扎带的厚度要小，而且不产生高频涡流损耗。然而，碳纤维是热的不良导体，不利于永磁转子的散热。

　　转子永磁体和护套的主要尺寸和材料属性为：永磁体外径为51mm，护套内径为50.74mm，它们之间的过盈量为0.26mm，转子强度分析的主要目的，是通过转子静止和转子高速旋转时的稳态应力分析，校验永磁体和护套是否能够承受所允许的应力，保证高速电机的安全运行。

　　由于永磁体能够承受很大的压应力而不能承受较大的拉应力，永磁体和保护套之间可以采用大过盈配合，使永磁体静态承受一定的预压应力，转子高速旋转时，由于旋转应力产生的应变，永磁体和转子护套之间的过盈量将减少，而转子温度升高后，由于在热应力作用下，产生热应变，永磁体和转子护套的过盈量将进一步减少，累计减少量可以达到0.06~0.08mm，为了保证永磁体在60000r/min、150℃时仍承受50MPa左右的压应力，永磁体和护套之间必须采用大过盈配合，且过盈量必须经过准确的应力计算方能确定。

　　通过计算得知，0℃、转子静止时，转子内表面承受的等效应力约为550MPa，转子内表面承受的等效应力约为780MPa。20℃、60000r/min时护套中的等效应力随着转子转速升高，离心力增加，转子承受的等效应力进一步增加，转子内表面承受的等效应力约为650MPa，转子内表面承受的等效应力约为900MPa。正常工作时，永磁体的温度必须低于150℃，设转子的转速为60000r/min,温度为150℃，转子内表面承受的等效应力约为450MPa, 转子内表面承受的等效应力约为610MPa。

　　由于温升的影响，护套和永磁体之间的过盈量减少，护套中的等效应力减小了。因此，对护套来说，冷态旋转状态是护 套最危险的应力状态。冷态旋转状态时，护套的最大等效应力约为900MPa,小于护套的许用应力1170MPa,护套是安全的。 同时，150℃、60000r/min时，护套和永磁体之间的过盈量减少了，但护套内表面（半径为25.5mm）承受约57Pa的压应力。与护套内表面相接触的永磁体外表面（半径为25.5mm）也承受了57MPa的压应力，确保了永磁体的安全。永磁体和护套之间的过盈量选择较合理。

　　阅读延伸：《碳纤维电机转子保护套的性能研究分析》