随着工业技术的不断发展,在交通、管道运输、生产制造等领域对高速驱动系统有了越来越高的要求。传统的高速驱动系统大多是利用普通感应电机带动齿轮箱结构来实现高转速输出,但是会带来摩擦损耗、噪声、效率低、可靠性差等诸多问题。随着电力电子技术越来越成熟,采用新型高速直驱系统就可以很好地解决这些问题,高速直驱系统是高速电机直接连接负载并实现高转速输出。高速感应电机作为高速电机的主要类型电机,相比普通感应电机,电源频率高、转子转速高,因而在设计中与普通感应电机有很大不同,因此本文对高速感应电机在设计中有关磁场和温度场的问题进行了分析。首先,对高速感应电机在设计中主要尺寸的选择、转子结构的设计、铁心材料的选取和损耗计算的问题进行了重点介绍,根据电机主要尺寸关系式分析了高速感应电机的电磁负荷该如何选取,比较了叠片、实心光滑和实心开缝3种转子结构的特点,对高速感应电机常用的铁心材料进行了介绍,分析比较了高速感应电机铁心损耗的3种计算方法,并给出了高速感应电机风摩损耗的计算公式。其次,参考普通感应电机的电磁设计程序,结合高速感应电机的设计特点,利用编程软件分别对高速感应电机叠片转子结构和实心转子结构编制了电磁设计程序,并在程序中增加了GUI界面以便于数据输入和计算结果显示。再次,对高速感应电机的转子结构如何选取进行了分析,并利用涡流场有限元法对高速感应电机叠片、实心光滑和实心开缝3种结构的电机性能进行了计算,比较了3种转子结构对电机磁场的影响,并针对采用实心开缝转子结构的高速感应电机,通过比较多种开缝尺寸方案和不同开缝数目方案,进一步分析了开缝尺寸和开缝数目对电机性能的影响。最后,以实心开缝转子为例建立三维温度场分析模型,根据涡流场计算的各项损耗对电机进行热源设置,利用有限体积法计算了高速感应电机的温度场,得出了转子铁心、定子铁心以及定子绕组的温度分布规律。