高速永磁电机由于体积小、转速高，可与工作机或负载直接相连而被广泛应用于轻工业、制造业、航空航天等领域。高速永磁电机转子作为电机的传动装置其设计和动力学分析已经成为国内外学者研究的热点。

　　为了避免转子在起动过程和工作时产生共振，需要对电机转子的临界转速和振型进行相关的预测。转子上的磁性材料-般为稀土永磁材料而其抗拉极限十分有限。当转子高速旋转时会产生巨大的离心力必须对转子永磁体进行保护和强度校核。

　　目前保护永磁体的主要措施是采用高强度的复合材料护套(如碳纤维)和高强度的非导磁金属护套(如钛合金)。与采用金属护套相比高强度的复合材料具有质量轻、涡流损耗小的优点，因此碳纤维护套广泛应用于高速永磁电机永磁体的保护。但是碳纤维护套的散热能力差极易导致永磁体局部高温最终永久性退磁。因此对电机进行整体的温升仿真计算是十分必要的。

　　本文分别从临界转速、转子强度、温度场3个方面对一台20 kW 20000 r/min的高速永磁电机转子进行综合分析。表贴式电机转子结构简单主要由转轴、永磁体护套3部分组成。

　　电机转子两端安装轴承固定转子轴承类型和轴承刚度的合理选择对电机的正常运转影响巨大，因此选取合适的轴承刚度避免共振对电机转子设计有重要的意义。随着轴承刚度的增加，各阶临界转速逐渐增大。第1阶临界转速是转子设计最为关心的部分随着刚度的增加第1阶临界转速的增幅逐渐变缓趋于一条直线可见刚度对临界转速的影响在低刚度下效果显著在高刚度下没有较大的影响。

　　对电机转子进行瞬态分析在5s内将电机转子转速从0逐渐升至30000r/min取电机转子系统的最大不平衡响应。随着转速的增大，最大变形量随之增大在30000r/min时转子最大变形量为0.15μm符合设计要求。

　　目前转子护套一般采用碳纤维护套。由于永磁体在高速旋转下会产生巨大的离心力而永磁体一般采用烧结钕铁硼材料其抗拉极限仅80MPa在装配过程中永磁体和碳纤维护套过盈配合，会使永磁体产生一定的预紧力，从而减小正常运转时的拉应力。

　　在高速温升下的情况下永磁体最大切向力为17.2 MPa出现在永磁体内表面，最小切向力出现在永磁体外表面为3.8MPa均为正值，为拉应力。切向力从外表面逐渐增大至内表面在允许的80MPa的范围内。同样情况下的永磁体径向力最大值出现在内表面58.4MPa，为压应力最小值出现在外表面53.0MPa，同样为负值为压应力永磁体径向抗压极限为1050MPa，仿真结果在允许范围内。