永磁同步电机具有许多优点,不仅转速、功率密度、转矩高于一般电机,而且结构比较简单,体积小,有良好的环境适应性,因而被广泛应用于高速磨床、飞轮储能、电动汽车等电气工程领域。其缺点是永磁体性能容易受到高温影响,造成不可逆退磁和电机损坏。因此降低电机的温升,提高电机安全运行的可靠性显得格外重要。本文针对永磁同步电机的温升问题,采用水冷方式,设计优化水道对电机的温升进行优化。采用建模、分析、有限元仿真和计算的方法对电机的电磁场、损耗、温升进行了分析研究,主要内容如下:计算了电机的损耗。电机的损耗可以分为铁芯损耗、转子涡流损耗、绕组铜耗、机械损耗等。分析了各种损耗产生的原因,建立铁耗计算模型,通过对铁芯磁场的分析,拟合损耗系数,对影响铁芯损耗的磁密波形进行分解,分别采用直接法、径向切向分解法以及傅里叶分解法对气隙磁密的波形进行分解,接着带入公式计算损耗值,对比分析三种计算结果,确定了引起温升的热源。其次,进行了电机的温度场稳态分析。以热传递的三大基本定律以及流体力学为基础,分析了电机中热量传播的过程以及方式,以等效热网络法为工具,建立了电机等效热网络模型,对电机的不同部件进行节点划分,分析每个节点热传递的方式及过程,编写程序计算每个节点的温度,从而得到电机温度场的分布情况。最后,研究了冷却结构对电机冷却性能的影响,确立了冷却水道的结构尺寸。对电机的复杂部件和材料进行等效处理后,建立了电机温升的三维有限元仿真模型。结合电机电磁场的损耗分析,仿真得到电机各部件的温度分布情况,与由热网络模型计算出的结构进行比较。分析了冷却液入口温度、入口流量以及环境温度等因素对电机温升的影响,为电机温升的优化提供参考。