高速电机具有转速高、功率密度大、几何尺寸远小于同功率的中低速电机等特点,因此可以有效地降低成本；此外其转动惯量较小,因此动态响应较快：高速电机可与负载直接相连,省去了传统的机械变速装置,可减小噪音和提高传动系统的效率。因此,高速电机在军工和民用方面具有广阔的应用前景。但高速、高频和小体积电机带来损耗大、温升高、散热困难等问题。针对这些问题,本文展开以下工作：首先,电机的损耗计算是其冷却系统设计和温度场计算的基础。由于电机的高速、高频,使得电机的损耗计算不同于普通的电机。定子铁心损耗的计算需要考虑谐波和旋转磁化影响；绕组铜耗的计算需要考虑导体的集肤效应与邻近效应；永磁体中磁场谐波含量不可忽略,因此必须对永磁体的涡流损耗进行计算；转子的高速旋转导致转子表面风摩耗很大。因此需要对上述几种损耗的计算方法进行深入的研究。其次,本文在学习流体运动理论的基础之上,对空气冷却系统和水冷却系统分别进行设计。两种冷却系统的设计均是先设定一个出口处冷却介质的温度,然后根据电机发热量确定冷却介质流量与冷却结构尺寸,建立电机的简化模型计算出口处冷却介质温度,与设定值进行比较,直到与设定值接近,从而对冷却系统进行设计。此外,文章在分析电机传热特性的基础上,利用CFX模块建立不同冷却结构下的电机三维求解域模型,对其分别设定边界条件,求取电机槽内的绝缘材料、定子绕组端部与机壳表面的散热系数、水冷机壳的散热系数这三个热性能参数,从而计算不同冷却结构下电机的温度场分布,分析比较了不同冷却结构对电机温度场的影响。最后,本文分析了各个不同冷却参数对电机各部分温度的影响,包括冷却空气流速、冷却水流速、冷却空气与冷却水的温度、保护套导热系数、永磁体涡流损耗和水槽截面积。