直驱式起重机用永磁同步电机改变传统起重机机械结构，降低驱动系统体积且避免了减速机的维护复杂，使系统的整体效率有所提高。但永磁电机作为起重机装置的一部分，要求其转速低、极数多，以及电机细长型等一系列特殊结构，造成电机散热条件有限，必须通过瞬态温度场计算永磁电机的温升分布和局部过热点，采取有效的冷却结构降低温升和消除局部过热点，使电机达到高效率、高功率密度。论文主要包括以下几个方面：首先，本文对采用S3工作制的直驱式起重机用永磁同步电机进行了瞬态温度场计算，建立了在特殊工作制下PMSM的三维瞬态温度场求解模型，运用有限元法对电机三维瞬态温度场进行了计算，分析了静态温度场参数化计算、瞬态温度场计算对电机温度场准确性的影响。通过样机试验与计算结果的对比，证明热源时变加载的科学性，并为特殊工况电机的温度场计算提供了参考依据。其次，在综合考虑电机主要发热源分布位置与电机结构的基础上，论文为起重机用永磁同步电机设计了几套通风冷却系统方案，运用有限体积法对提出的冷却方案进行了三维流动与传热耦合计算，并对计算结果进行了对比分析，最后在兼顾电机的防护等级、工艺和成本的基础上，选定了起重机的冷却方案。最后，设计了一台额定转矩为5108N·m、额定功率为9.79kW起重机用永磁同步电机，电机采用外转子与起重机卷筒一体化，以取代传统的起重机采用的感应电机—减速机的驱动系统。在设计过程中，本文对起重机用永磁同步电机的主要尺寸、气隙长度、转子磁路结构、极槽配合、永磁极弧因数等进行了对比分析，通过对电机参数的合理选择，起重机用永磁同步电机满足了设计要求。