高速电机转子在高速运行时可能因离心力而损坏,因此经常需要在转子外侧增加一层护套,以对电机转子起到保护作用。转子护套的结构和材质对转子损耗有着重要的影响,尤其是转子涡流损耗。另一方面,高速电机由于其具有高功率密度的特点,造成转子散热困难,引起转子高温升。转子高温不仅影响轴承的润滑与寿命,限制电机转速的提升,而且可能造成永磁体不可逆失磁。本文首先提出一种新型转子护套结构,即叠片式金属护套。叠片式金属护套可以阻断涡流的流通路径,减小转子护套中的涡流损耗。接着本文采用三维有限元仿真分析与实验相结合的方法,研究了不同结构和材质的转子护套对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响。本文所提出的实验方案是当转子静止的条件下,以从转子上观察到的定子产生的主要谐波磁场与实际工况下保持不变作为等效原则,将相应的等效电流谐波施加于定子绕组,测量得到转子涡流损耗。由于转子是静止的,因此实验中不存在机械损耗;且由于此时电机损耗都是由谐波电流产生的,电机总损耗较小;因而在这种实验条件下,转子涡流损耗可以被测量,且测量结果的准确性可以被保证。仿真和实验结果表明,护套的等效电导率对转子涡流损耗有显著影响,因而在电机设计中可通过选择合适的护套结构以降低转子涡流损耗。本文也探究了高速永磁无刷电机转子永磁体电导率对转子涡流损耗的影响。有限元仿真研究表明,对于所研究的电机样机,降低永磁体的电阻率有利于减小转子涡流损耗,而提高永磁体的电阻率则反而可能会增大转子涡流损耗。研究结果可以对高速永磁无刷电机中永磁体材料的研究具有一定的指导作用。