高速永磁无刷直流电机具有较高的效率和功率密度，因而得到越来越广泛的应用。但是，转子涡流损耗所引起的温升是制约高速永磁电机性能进一步提高的重要因素，过高的转子温升将会导致永磁体发生不可逆退磁，转子金属材料的弹性模量也会随着温度的升高而下降，从而恶化转子在高速运转时的机械性能。另一方面，永磁体抗拉强度很小，难以承受电机高转速和高温升运行时所产生的应力，从而降低了电机的安全性能。
　　为有效抑制高速永磁无刷直流电机的转子涡流损耗，本文围绕裂相绕组和铜屏蔽层两种抑制方法展开，对转子谐波涡流损耗的解析计算与实验验证、裂相绕组抑制转子谐波涡流损耗的机理、铜屏蔽层对转子涡流损耗和转子应力的影响以及永磁材料非均匀热膨胀特性对转子应力的影响等几个关键问题进行了探索和系统的研究。
　　首先建立了综合考虑涡流反应场、谐波电流、定子槽、不同转子运行状态的高速表贴式永磁电机转子谐波涡流损耗解析计算模型，利用该模型可以对转子谐波涡流损耗进行快速可靠的计算和评估。对于解析计算模型的准确性和有效性，采用有限元法进行了验证，并综合传热学和电磁学的相关理论，构建出一套实验测量转子谐波涡流损耗的方法，利用该方法对解析计算模型进行了实验验证。
　　在对裂相绕组磁动势分布规律研究的基础上，结合永磁无刷直流电机电流谐波的特点，揭示了裂相绕组抑制高速永磁无刷直流电机转子谐波涡流损耗的机理，并采用有限元法和实验测量的方法进行了验证。基于谐波涡流损耗解析模型的计算结果表明，裂相绕组消除了永磁无刷直流电机固有的低阶谐波电流所产生的谐波磁场，从而有效的抑制了转子谐波涡流损耗，为解决高速永磁无刷直流电机的转子温升和散热问题提供了有效途径，并将极大的扩展永磁无刷直流电动机在高速驱动领域的应用。
　　研究了铜屏蔽层对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗和转子应力的影响。首先验证了不同厚度的铜屏蔽层对减小转子涡流损耗的作用，对比了裂相绕组和铜屏蔽层对转子谐波涡流损耗的抑制效果。之后建立了包含铜屏蔽层在内的多层环形结构转子的应力计算流程，并提出一种计算铜屏蔽层内外接触面预置过盈量的方法，在此基础上，分析了不同的铜屏蔽层厚度对转子各层部件最大应力的影响。
　　研究了永磁材料非均匀热膨胀特性对高速永磁无刷直流电机转子应力的影响。针对径向充磁的转子，建立了永磁体切向-径向非均匀热膨胀下的转子应力解析计算模型，并采用有限元法进行了验证。针对平行充磁的转子，采用有限元法揭示了转子应力的波动分布规律，并进一步分析了永磁体非均匀热膨胀情况下铜屏蔽层对转子应力的影响。通过对带有铜屏蔽层的转子进行的高速运转实验，证明了应力分析方法的有效性。