超高速永磁同步电机以其高转速和高功率密度的特性被广泛应用于超高速空气压缩机、飞轮储能机床、数控机床、高速电主轴等领域。然而,超高速永磁电机在高频率运行下,定子和绕组中产生的铁耗和铜耗较大,转子表面产生的空气摩擦损耗和涡流损耗更是不可忽视。此外,由于转子的散热面积较小,导致了转子的散热问题比较突出。由于转子温度升高可能会使永磁体过热,从而造成不可逆退磁,会严重影响电机的正常工作。因此,有效地降低转子损耗,并合理地设计适合于转子散热的冷却系统,对于抑制永磁体温升,保证电机地安全、稳定运行具有十分重要的意义。首先,本文以10kW、100000r/min的超高速永磁电机为例,采用二维有限元的方法计算了超高速永磁电机转子涡流损耗,分析了影响涡流损耗的因素,包括槽开口宽度、气隙长度、永磁体分段、逆变器载波比、护套电导率、护套厚度和铜屏蔽层。其次,利用基于有限体积法的三维流体场法和传统解析法,计算了转速对转子空气摩擦损耗的影响,修正了空气摩擦损耗计算公式。然后使用三维流体场方法计算了轴向空气流速、转子表面粗糙度、气隙长度和槽开口宽度对空气摩擦损耗的影响。最后,针对超高速永磁电机转子散热困难的问题,设计了用于电机自扇冷却的轴流风扇。以10kW、100000r/min的超高速永磁电机为例,通过孤立翼型法对风扇进行初步设计,通过流固耦合的方法对比得到叶片最佳形状,对比自扇冷却方式与强迫风冷冷却方式,以及电机定子与机壳之间是否加入轴向通风道两种冷却风路结构的冷却效果。并且使用仿真方法计算了一台15kW、15000r/min的水冷高速永磁电机温升,将试验值与计算对比以证明流固耦合仿真分析结果的有效性。本文研究内容为功率等级不高的超高速永磁电机适合转子散热的冷却系统的设计提供了参考。