高速电机因其具有转速高、体积小、功率密度大等优越性能,正在被广泛应用于能源、工业、航空航天和医疗等诸多领域,受到了越来越广泛的关注。本文采用的方法将解析分析和有限元计算相结合,对高速永磁同步发电机的磁场及损耗进行了分析,研究了电机关键尺寸参数的变化对电机损耗及效率的影响。首先,总结了对于电枢开槽影响的分析方法。通过气隙相对磁导函数的引入来表示开槽的影响,将其与光滑电枢表面下的磁场相结合,解析分析了电机的空载气隙磁场。通过有限元法对定子铁心磁场进行了分析,包括定子齿部和轭部磁场。将电枢绕组等效为面电流层,对电枢反应磁场进行了解析。其次,在磁场解析的基础上,对高速永磁同步发电机的损耗进行了计算。基于Bertotti分离铁耗模型,计算了定子铁耗。考虑直流损耗和涡流损耗,计算了定子铜耗。在对比分析几种转子涡流损耗计算方法的基础上,计算了转子涡流损耗。考虑高转速时空气摩擦损耗,计算了转子风摩耗。然后,对高速永磁同步发电机的设计方法进行了研究。基于效率最优的原则,对电机最佳裂比进行了分析,同时还对转子长径比进行了优化分析。最后,在理论分析的基础上,对高速永磁同步发电机样机进行了实验研究,实验结果与仿真结果基本吻合。