隨著全電化技術的發展，電動舵機在航空航天、軍事應用等領域被廣泛應用。舵系統電機要求具有高功率密度、高動態響應和高可靠性。永磁同步電機因具有結構簡單、轉矩密度高、功率密度高、效率高等優點，而被廣泛用于舵機伺服系統。高功率密度電機一般是指高速高功率密度電機和高轉矩高功率密度電機。對于舵機系統而言，主要是高轉矩密度電機，能夠滿足其頻繁加速過程中的高動態響應性能。國內外對高轉矩密度電機研究很多，結構多樣，如高溫超導電機、無槽圓筒形直線電機、橫向磁通電機、開關磁阻電機等。雖然此類電機的功率密度很高，但其技術發展仍不夠成熟，可靠性不能保證，本文主要采用旋轉表貼式永磁體同步電機。短時高過載電機是指電機恒轉速時能夠在短時狀態下輸出瞬時大過載，完成執行機構預定的動作。近年來，短時高過載電機的研究不斷增多，國內哈爾濱工業大學，天津大學等做了大量的工作，國外對短時周期工作制電機熱學方面的研究較多。綜合來看，國內外學者對于短時高過載電機主要集中在高功率密度方面以及溫度場分析，對于如何提高電機的極限轉矩輸出能力以及外界環境對短時高過載電機的影響缺乏分析研究。本文以工程實際背景為基礎，分析了電磁負荷對電機過載能力的影響。通過分析安匝數對永磁同步電機極限轉矩的影響規律，優化了電機每相繞組串聯匝數；分析了過載倍數對電機損耗分布規律的影響；并通過有限元法分析了電機在不同環境溫度下長時工作制、短時周期工作制以及短時高過載工況下的溫升變化規律；通過實驗驗證了理論分析的正確性。