随着工业生产向着高速高效的方向发展，高速电机应用领域不断扩大，研究和开发速度和精度等级更高、适应各种应用条件的高速电机在电机设计领域势在必行。由于具有体积小、转速高、功率密度大等特点，高速电机在工作过程中产生了大量的热，因此其高效冷却问题越来越受到关注。本文对DW100高速水冷电机冷却系统的三维稳态热流场进行数值模拟和传热性能研究，从而探索出能够达到更高效率的冷却方法，为开发出更高速度的高速电机提供有价值的参考依据。本文从基于热流场的理论分析和冷却系统的数值模拟两方面系统分析了高速电机水冷系统的冷却问题。在基于热流场的理论分析方面，分析了高速电机主要热源分布，介绍了水冷系统热流场模拟所需的传热学和流体力学基本理论知识，提出了有限元理论计算方法，从而建立了冷却水套的数学模型和三维物理模型，做出了合理的假设，给定了正确的边界条件，采用FLUENT分析软件对冷却系统的热流场进行了数值模拟。在冷却系统的数值模拟方面，分析了现有DW100高速电机冷却水套结构，针对不同的水冷结构进行了热流场数值模拟，并将模拟结果与空冷结构进行对比，通过对比分析得出周向螺旋型水道结构相对较好；改变螺旋型水道冷却水入口流速和螺旋水道高度值进行热流场模拟，通过对模拟结果进行分析选出最佳水速和最优水道高度值；在此优选参数基础上，提出了在冷却水路中加翅片的强化冷却形式，通过改变水道两侧翅片高度和数量进行模拟，并对多种模拟结果进行对比分析，得出最优的翅片高度和最佳数量值，验证了水道中加翅片结构能够达到一定的强化冷却效果。本文所做的研究工作为高速电机的冷却系统水路设计提供了一定的借鉴和指导意义，为水冷电机进行强化冷却提供了科学可靠的依据。