微小型涡轮发电机在民用以及军事上有很大的应用前景,超高速转子设计是该类型发电机的核心关键技术。本文通过分析转子结构的特点,分析计算了转子关键位置的应力强度,研究了微小型涡轮发电机转子的临界转速、模态振型、不平衡响应以及局部受力瞬态动力学响应特性。首先,对转子在不同护套材料以及不同过盈量的状态下的应力分布、结构强度进行计算分析,并研究了转子在不同过盈配合的接触应力状态下的轴段抗弯刚度强化效果。其次,通过分析转子动力学的影响因素,提出复杂轮盘的动力学建模方法,并以此方法为基础,对ANSYS有限元仿真软件进行二次开发,编制了转子动力学通用APDL程序;分别使用传递矩阵法和APDL程序对涡轮发电机转子的临界转速、模态振型进行了对比分析,试验验证表明自主编制的APDL动力学程序计算结果更准确;利用该程序对滚珠角接触处球轴承支承以及动压气浮箔片轴承支承的涡轮发电机转子进行了不平衡响应分析,得出了滚珠轴承支承以及气浮轴承支承转子的不平衡响应特性;通过分析局部进气涡轮转子受力特点,编制MATLAB程序绘制出转子的瞬态加速曲线,并得到涡轮径向力与转速的关系曲线,通过编制APDL程序分析了涡轮瞬态启动过程中的振动响应规律。将振动试验结果分别与传递矩阵法以及APDL程序计算结果对比,证明了后者更精确;由于组合转子受大量装配接触面的之间的接触刚度影响,固有频率低于一体式转子。研究结果有利于全方位认识涡轮发电机转子的动力学特性,为涡轮发电机设计提供设计方法和数据支撑;所开发APDL程序也可作为一个新的工具应用于设计分析中。