在液化天然气(LNG)的输送环节中,潜液式LNG泵的使用为液化天然气的安全输送提供了保障。低温电机作为LNG泵的关键部件之一,为LNG泵的正常运行提供动力。低温电机主要分为低温永磁电机、低温异步电机,低温永磁电机的转子采用永磁体替代低温异步电机的转子绕组或笼条,电机的效率和功率因数相对较高,有利于LNG泵的高效运行,具有重要的研究意义。本文以一台额定功率为40k W的潜液式LNG泵用低温高速永磁电机为例,对低温电机进行了设计与研究。电机密封于LNG泵,工作在液化天然气(-161℃)中,考虑液化天然气对电机材料特性的影响,修正常规高速永磁电机的设计方案,确定低温高速永磁电机的基本结构参数,给出电机的设计步骤与各项参数计算方法。基于时步有限元法,计算电机在液化天然气中电磁特性,得出电机分别在空载工况和负载工况下的电磁场,提取电机气隙中的磁密进行傅里叶分解。与室温环境下电机的电磁参数进行对比,明确液化天然气对电机电磁特性的影响。针对潜液式LNG泵用低温电机转子永磁体工作环境的复杂性以及该电机在液化天然气中的运行特点,研究了复杂工作环境使电机转子永磁体退磁时,电机的运行性能,得出定转子磁密等参数随转子永磁体退磁程度变化的分布规律。根据电机的结构建立1/24三维流体场物理模型,对不同转速下电机转子LNG摩擦损耗进行计算,并分别考虑介质轴向流速、介质温度、转子表面粗糙度等因素对转子LNG摩擦损耗的影响,得出转子LNG摩擦损耗与各个影响因素之间的数值关系。同时,与转子空摩损耗进行对比。为潜液式LNG泵用低温高速永磁电机的设计及研究提供参考。