新能源汽车产业是未来世界经济持续增长的重要引擎,开关磁阻电机以结构简单可靠、无稀土材料、过载能力强、转速范围宽以及性价比高等众多优点引起新能源汽车领域研究人员的广泛关注,然而开关磁阻电机功率密度低且高频铁心损耗严重,为了提高开关磁阻电机的功率密度,采用低损耗铁心材料的高速开关磁阻电机符合未来新能源车用电机的设计理念。为此,本文将低损耗的非晶合金材料应用于高速开关磁阻电机中,充分发挥非晶合金电磁方面优势的同时,对该类电机设计与优化原则、电磁特性分析方法、损耗分布特点、电磁振动特性等方面展开研究,主要研究工作包括以下几个方面:首先,对非晶合金高速开关磁阻电机的电磁特性与分析方法进行研究。针对非晶合金材料饱和磁通密度低、高频磁导率高等特点,给出非晶合金高速开关磁阻电机的设计与优化原则,并根据非晶合金材料特性受边缘劣化影响严重的特点,提出一种基于气隙磁导率分区等效的电机磁路模型,利用磁路法分析非晶合金高速开关磁阻电机不同转子位置处的磁场、电感特性。通过与硅钢材料对比,研究该类电机电感特性与转矩特性的变化规律。并基于磁路模型,以高功率密度为优化目标,分析电机结构参数、控制器参数对电机电感特性、转矩特性的影响。通过样机实验对电感特性、转矩特性进行对比、验证。其次,对非晶合金铁心损耗及其影响因素进行研究。在保证高功率密度的前提下,针对非晶合金材料低损耗特性以及材料受边缘劣化效应、加工工艺影响严重的特点,提出一种考虑边缘劣化效应的非晶合金铁心损耗计算模型,分析非晶合金铁心边缘劣化效应对损耗的影响,并建立铁心尺寸变化与边缘劣化效应之间的衰减函数。通过非晶合金铁心模块损耗实验,对边缘劣化效应的影响进行分析、验证。利用有限元法对电机铁心的磁场分布进行分析,并通过铁心损耗计算模型对比不同铁心材料、不同铁心结构下的铁心损耗,同时对非晶合金铁心的叠压工艺、退火条件下以及控制器开关频率的影响进行分析和对比。再次,针对非晶合金对电机损耗分布的影响,探究非晶合金高速开关磁阻电机的效率提升方法。非晶合金铁心的应用,改变了高速开关磁阻电机的损耗分布比例,其中绕组损耗对电机效率提升与温度分布影响突出,针对高频绕组交流损耗影响严重且难以分析、优化的问题,提出一种考虑绕组轴向换位的二维等效模型法,对不同绕组换位角度、不同频率下的绕组交流损耗进行分析和对比。以铁心损耗、绕组损耗对电机温升的影响为基础,研究电机结构对输出性能、损耗分布以及电机效率的影响,探究非晶合金高速开关磁阻电机效率提升的优化方法。并通过损耗分离实验与负载温升实验,对样机损耗分布以及负载温升特性进行分析与验证。最后,对非晶合金铁心的磁致伸缩效应和振动特性进行研究。由于非晶合金材料磁致伸缩系数明显偏大,充分利用非晶合金铁心低损耗优势的同时,不可避免地造成电机振动加剧。针对非晶合金磁致伸缩振动大与高速开关磁阻电机铁心局部饱和的特点,提出一种考虑磁场饱和影响的磁致伸缩振动解析模型,结合轴向与周向模态对电机性能的影响,利用有限元法对非晶合金高速开关磁阻电机不同工况下的振动进行分析和对比,分析铁心结构、加工工艺对振动特性的影响规律,探究非晶合金高速开关磁阻电机振动特性优化方法,为该类电机综合性能提升与优化提供理论依据。并通过样机振动加速度实验对铁心的磁致伸缩振动、电机的振动特性加以分析、验证。