高速永磁同步电动机(PMSM)具有能量密度高、体积小等优点;广泛应用于高速旋转机械;如高速机床、离心机、分子泵等转子保护套一方面可以提高永磁材料的应力性能，另一方面又会造成涡流损耗，降低永磁材料的利用效率，必须在永磁体外设置高强度非导磁保护套。

　　表贴式高速永磁电机永磁体的保护主要有2类：一种是采用高强度的复合材料保护套，如碳纤维保护套;另一种是用高强度的非导磁金属保护套，如钛合金保护套.与采用非导磁金属保护套相比，高强度的复合材料保护套具有更高的强度重量比，不产生高频涡流损耗。因此，碳纤维保护套广泛用于表贴式高速永磁电机永磁体的保护.在表贴式高速永磁电机的转子设计中，常通过保护套与永磁体间的过盈配合给永磁体施加一定的预压力，借助该预压力来补偿永磁体高速旋转的离心力产生的拉应力，从而保证永磁转子的安全运行。

　　永磁体预压力、永磁体与保护套之间的过盈量以及保护套厚度的选取，是转子强度设计所要解决的关键问题。研究人员采用有限元法分析高速永磁电机的转子强度，目前，表贴式永磁电机转子强度计算主要采用有限元法，但有限元法存在建模复杂和不收敛等问题。

　　解析法主要集中在非导磁金属保护套永磁转子，且很少考虑转子发热对强度的影响.在分析碳纤维保护套的转子强度时，常忽略碳纤维材料各向异性对转子强度的影响，不考虑转子发热的影响.在工程实际中，金属保护套可以认为是各项同性材料，碳纤维保护套是各向异性材料，其径向和切向的弹性模量及泊松系数都有较大差别(可以相差十几倍)，因此，碳纤维保护套永磁转子与非导磁金属保护套永磁转子的强度分析有明显的不同。

　　此外，在电机运行过程中，由于铁耗、风摩损耗等原因会引起转子发热，而转子各部分的热膨胀系数不等，热膨胀使转子产生热应力，热应力会进一步影响永磁转子的强度.对于高速热态下碳纤维保护套永磁转子的强度解析解，运用弹性力学和热力学的相关理论，将转子受力状况简化为平面应力问题，推导了考虑温升热应力和高速旋转离心力的碳纤维保护套永磁转子的强度解析解，利用有限元方法验证了解析解的正确性.在转子强度解析解的基础上，研究碳纤维保护套的厚度和转子静态过盈量对强度的影响，得到了表贴式高速永磁电机碳纤维保护套转子的强度设计准则。

　　阅读延伸：《碳纤维转子护套的设计特性分析》