近年来，高速永磁同步电动机在工业应用中得到了广泛的关注。如商用中央空调用离心压缩机、高速飞轮储能系统、高速磨床等加工机床。在这种情况下，高速永磁同步电动机的设计不仅要考虑电磁设计，还要考虑转子轴的机械结构和工作条件下的强度要求，以适应高速工况。

　　然而，由于高速旋转引起的转子机械应力、高频输入功率引起的功率损耗以及控制方法、轴承和冷却方法的选择，可能会出现各种电气和机械问题围。因此，在高速永磁同步电动机的设计中，必须保证电动机在高速运行时的安全性。通常，非导磁材料的护套安装在永磁体的外表面上，以防止在高速旋转过程中损坏永磁体。

　　在文中对永磁电机的转子进行了综合设计，并对转子进行了动力学的分析，完成了一台60000r/min的高速永磁同步电机转子的设计。采用三维有限元法探讨了三种转子结构对永磁电机磁性能的影响，研究了三种不同结构下电机在负载运行时的涡流分布以及涡流损耗，最后分析了电机的反电动势，并通过实验验证了其理论分析的正确性。

　　本文电机额定功率为2.2W，转速为60000转。用三维有限元方法分析了转子护套的厚度对转子机械强度的影响，从分析结果可以看出不同护套厚度对转子护套及永磁体应力的影响。在相同的过盈量下，护套厚度越大护套及永磁体的切向应力越小，护套对永磁体的保护效果越好，其中永磁体的安全许用应力值为80MPa，而护套厚度为2mm时永磁体的应力超出了许用应力，因此在选择护套厚度为2mm时需要加大过盈量但这同时又会增加加工制造的难度。

　　基于有限元分析的转子涡流损耗比较，转子护套厚度越大其气隙更宽，这导致在相同的输出功率下需要更大的电流。因此，护套厚度越大的涡流损耗越大，而这会降低电机效率。随着护套厚度的增加，护套上的涡流损耗密度的幅值也在逐渐增大。当护套厚度为2mm时，护套上的涡流密度幅值为5.0087×10^6，护套厚度为4mm时，护套上的涡流电密幅值为1.165×10^7，后者是前者的2.33倍。此时，两种护套上的涡流损耗分别为8.217W和28.3W，涡流损耗后者比前者相对增加了将近244.4%。据此综合考虑，本文转子护套厚度选为3mm, 其转子应力符合安全应力，同时涡流损耗也相对较低。

　　本文对功率2.2kW、转速60000rmin高速永磁同步电动机的转子护套进行了优化设计，从机械应力和损耗两方面分析了护套厚度的影响。在相同的过盈量时，转子护套厚度越大其对永磁体的保护效果越好，并且护套本身所受的应力也有所减少。但护套厚度越大其产生的涡流损耗越大，因此需要综合考虑优化转子护套的厚度，在保证转子安全的情况下尽可能的选择厚度较小的转子护套。

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