凸极同步电动机以操作简单、维护方便、效率较高和功率因数高等优点正高速发展,已经在工业生产的相关领域中得到了普遍的应用。当前,通风冷却问题在电机研究中是一个亟待解决的问题,通风冷却的好坏影响了电机的可靠性和使用寿命。通风冷却不好,会造成电机过热,对电机的安全运行产生极大的隐患;通风冷却量大时,电机的效率就会受到影响。本文研究对象是针对某27MW凸极同步电动机,对该电动机整机内部流场以及定子温度场进行研究。首先,针对工厂图纸建立准确的三维物理模型,应用Fluent对三维湍流时均控制方程进行数值求解计算,给出相应求解域的边界条件,得到相应的空气流量、速度与静压分布特点,分析了定子通风沟内冷却空气量沿周向和轴向分布规律,研究表明:在定子轴向相同位置处,沿周向进入定子各槽中的冷却空气流量不均匀,空气量分布受转子部件极靴、磁极间撑块几何形状与位置、转子旋转方向等影响较大。其次,在流场的基础之上进一步对该模型进行三维流动与传热的耦合计算,得到电机内部定子温度场,得到了不超温的合理结构。其中电机定子最高温度为106℃,位置位于靠近端部第四排铁芯位置处,与其相邻的绝缘层最高温度为98.5℃,故不超温,电机能够合理安全运行。最后,研究了改变机座环板通风孔大小、电机空气出口面积以及位置、撑块位置变化对该电机定子流场、温度场的影响。结果显示把通风孔大小增大,流场的流量变大,风量分布变化较大,定子固体的温升变小,且温度最高位置由靠近端部第四排铁芯处转移到靠近中心对称面处铁芯处。改变通风孔大小以后可以使得流场、温度场的分布更为合理,使得电机运行史加安全;出口面积对于定子流体场、温度场影响较小,但出口位置对于流体场、温度场影响较大,而最高温度由106℃降低到97.9℃。变撑块位置方案,使得冷空气更多地流以定子铁芯背部,最高温度由106℃升高到110℃,温度最高位置改变到靠近端部第六排铁芯处。