本发明公开了一种具有转子冷却结构的电机及其应用，属于电机冷却技术领域，其中，转子磁钢采用表贴式Halbach磁钢阵列；每极下磁钢分为两段，分别采用径向充磁和切向充磁，其中切向充磁的磁钢的周向外表面上沿轴向安装有热管，并且热管内嵌在转子护套下方；热管呈阶梯状，其中部与切向充磁的磁钢相接触，构成热端；两端分别固定于转轴两端，构成冷端；转轴两端设置有与冷端相匹配的键槽，以及用于固定冷端的冷端护套；Halbach磁钢阵列中，径向充磁的磁钢和切向充磁的磁钢均为梯形结构，且径向充磁的磁钢大于切向充磁的磁钢；转轴为空心转轴且优选为回流式空心转轴，其空心部分设置有供冷却介质流通的流道。本发明能够对电机中的转子磁钢进行有效冷却。