高速永磁同步电机具有转速快、效率高、功率密度大等优点,因此在汽车、航天等领域有着广泛应用,但对电机容错性和可靠性要求较高的场合,常规的高速永磁电机无法满足要求。模块化高速永磁电机因其具有高容错的优点而备受关注,由于模块化结构带来电机电磁设计上存在的特殊问题需重点研究,所以本文针对模块化高速永磁电机的电磁分析与转子强度研究具有重要意义。本文以一台额定功率为300k W模块化高速永磁电机为例,基于常规高速永磁电机的设计理论,在考虑模块化结构对电机设计的特殊要求下,估算电机的主要尺寸,选择合适的转子磁路结构。分析不同绕组结构在模块化电机中的优缺点,对比不同的极槽配合对模块化电机转矩的影响,最终确立了模块化电机的电磁设计方案,为同类电机设计提供了参考依据。对模块化高速永磁电机空载运行时的磁密云图、气隙磁密与空载反电动势进行计算;并对电机负载运行时,运用有限元计算出电机的机械特性、功角特性及效率特性,确定了满足电机设计指标的结构参数。并分析永磁体极弧系数、槽口宽度对模块化电机电磁转矩与齿槽转矩的影响,计算结果表明,当槽口宽度和永磁体极弧系数分别为3.5mm和0.8mm时电机具有最佳的电磁性能。基于模块化电机具有高容错的特性,对比了电机部分模块与整机运行时电机的转矩输出能力,分析电机开路故障前后的电磁性能。针对电机绕组单相开路故障,对比了模块内、模块间补偿对转矩输出能力的影响。对模块间绕组双相、多相开路故障,提出绕组重组与模块内补偿两种补偿方式,对比两种补偿方式下电机转矩输出能力。基于绕组重构的补偿方式,分析模块化电机在极限开路故障时的电机转矩,所提出的绕组重构方式可以提高电机转矩输出能力。考虑到模块化高速永磁电机转子转速较快,为防止转子损坏,计算转子永磁体应力,选择合适的护套厚度,对转子系统进行模态分析,计算了转子系统的临界转速,得到了满足强度要求的转子参数。分析轴承不同敏感因素对转子临界转速的影响,分析表明,轴承刚度对临界转速的影响较大,阻尼对临界转速影响较小。