随着科技的日益进步及工业的快速发展,各行各业对电动机提出了更为苛刻的要求。功率密度已成为电机设计中一个重要指标。高功率密度电机因其体积小、重量轻、效率高等优点,越来越多受到研究者和生产厂家的关注。然而通过对高功率密度电机研究总结发现,当前高功率密度电机的发展还存在以下几点问题:（1）高功率密度电机普遍采用高压或高速方法实现,对于低压低速的高功率密度电机少有研究;（2）当前研究主要集中在如何提高电机的功率密度,而对于提高功率密度后电机工作性能的分析少有涉及;（3）当前高功率密度电机的冷却方式多为液体冷却,而采用空气冷却方式的高功率密度电机及电机内部流体的研究较少。因此,针对上述高功率密度电机存在的问题,为有效提高常规电机功率密度,扩大其在一些特殊场合的应用范围,本文研究了提高常规感应电机功率密度的相关问题。首先,针对高功率密度感应电机的电磁参数耦合性复杂的特点,利用等效磁路法对比分析电机转子槽数、定转子轴向长度,气隙长度、转子导条材料,转子端环材料,电机散热方式对电机电磁性能、起动性能、转矩输出能力的影响,确定了上述设计参数的选取原则。根据确定的设计参数,建立了高功率密度感应电机二维有限元计算模型。基于电磁场理论利用有限元软件对电机性能进行计算,计算结果与等效磁路法计算结果进行比较,确定了计算的准确性,为设计高功率密度感应电机提供了有效的参考。其次,根据感应电机的运行特点,对感应电机的损耗特性进行分析,获得感应电动机各部分损耗。采用定子铁心分层模型对定子铁心损耗进行研究,通过与等效磁路法计算结果对比可知,采用定子分层模型计算的铁耗更加准确。此外,根据损耗计算结果,以等效热网络方法理论为基础,利用Motor-CAD软件建立电机热计算模型,综合考虑装配间隙等参数,得到了高功率密度感应电机温度分布规律,并确定了电机机壳参数与电机温度分布之间的关系,对于指导高功率密度感应电机冷却系统的设计具有一定帮助。最后,以计算流体力学为理论基础,对高功率密度感应电机的冷却系统进行了设计及研究。揭示了定转子铁心开设轴向通风孔与电机电磁性能及损耗特性之间的关系。总结了不同孔径、孔距、孔数对电机电磁场、流体场和温度场的影响规律。验证了高功率密度感应电机设计的合理性。