高速永磁电机凭借空间体积小、振动噪声小、响应速度快、运行效率高等诸多优势,广泛应用在医疗切削、飞轮储能、军事供电、航天飞机等多个领域。但其较高的频率、逆变器供电产生的大量谐波使得电机的损耗与温升大大增加。针对这些问题,本文根据一台7.5kW、15000r/min的高速永磁电机,对SPWM驱动下控制电路与磁场的耦合分析、铁心损耗与涡流损耗的计算、电机温度场的仿真模拟进行了深入分析,主要内容如下:首先在Simplorer与Maxwell中搭建场路耦合联合仿真模型,将SPWM控制下的磁场分布与正弦供电情况进行对比,分析不同载波比与调制比对定子相电流谐波分布与畸变率的影响,分析不同控制参数下高速永磁同步电机永磁体涡流损耗、护套涡流损耗以及定子铁心损耗的变化规律。其次对高速永磁同步电动机定子铁耗、转子涡流损耗、绕组铜耗进行计算。分析铁耗的产生机理,使用两种方法进行铁耗半解析计算,考虑交变磁化与旋转磁化的铁耗计算、考虑两种磁化和谐波磁场共同作用下的铁耗计算,将两种方法的铁耗结果与基于SPWM供电下的铁耗计算进行对比。根据电机电磁场理论,采用解析法在直角坐标系下对高速电机永磁体涡流损耗进行计算,采用不同厚度的铜屏蔽层对转子各部分涡流损耗进行仿真,分析铜屏蔽层对涡流损耗的影响程度。分析趋肤效应与临近效应对高速永磁同步电动机绕组铜耗的影响,计算本文研究的电机绕组铜耗。然后根据高速电机的传热理论与热分析方法,基于Motor-CAD仿真软件搭建高速电机等效热路分析模型,添加各材料的导热系数与散热系数,合理求解设置高速电机边界条件,对电机各部件进行三维温度场模拟,分析不同因素对温升的影响,包括螺旋水路冷却水的流速对电机温升的影响,在永磁体涡流损耗计算的基础上,探究不同厚度的铜屏蔽层对定子绕组与永磁体温升的影响。最后对高速永磁同步电机样机进行工作特性与损耗温升的实验,实测电机总损耗与绕组端部、转轴、机壳的温升,与之前的计算结果对比,验证本文仿真与计算的正确性。