真空技术是众多科学研究和工业生产中不可或缺的一环,分子泵作为获得真空环境最经济可靠的设备之一,其抽出空气获取真空的关键在于超高转速的叶轮。高速叶轮可以由电动机加增速齿轮驱动,也可以由高速电机直接驱动,后者由于取消了齿轮箱,可以提高系统的可靠性和效率,因此在分子泵中备受青睐。本文以分子泵用高速永磁电机为研究对象,针对某800 W、40000 r/min分子泵用高速永磁电机的技术需求,开展了电磁仿真、偏心误差分析和样机试验等方面的工作,主要研究内容如下:首先,开展了分子泵用高速永磁电机的电磁设计,针对其频率高、功率小的特点,对比了槽极配合对其输出性能、损耗和重量的影响;此外,考虑到高速永磁电机极数少、极距大导致的绕组端部过长的问题,分析并优化设计了电机的绕组节距,并在保证绕组平均温度和定子温度基本一致的情况下,对比了不同节距设计下高速永磁电机的效率与功率密度。然后,在选取最优槽极配合、绕组节距的基础上,完成了电磁方案的详细设计。电机在实际加工、装配和运行过程中,受各种因素的影响往往会出现不同程度的偏心。为此,本文针对典型的静偏心、动偏心误差,建立了相应的偏心电机模型,提出了偏心误差下电机损耗的分析方法,其重点在于:探究偏心引入的气隙磁场谐波规律,分析这些新增谐波对电机损耗的影响。结果表明,转子涡流损耗会随着偏心量的增加显著增大。进一步地,构建了不同绕组结构的偏心电机模型,探究了绕组连接对偏心电机损耗的影响:当绕组中存在并联支路时,偏心引起的气隙磁场不均匀会在支路之间形成环流,产生额外的铜耗;环流产生的磁场还会影响到转子涡流损耗,静偏心时,环流会减小转子涡流损耗,而动偏心时,环流产生的谐波磁场会增大转子损耗。最后,开展了样机制造与测试工作。分别制作了绕组节距为2和5的两台2极12槽高速永磁电机,并通过空载和负载实验验证了电机的各项性能,与仿真结果较为吻合,达到了预期效果。