随着石油、化工、航空、半导体等行业高速发展,真空技术在各行各业中得到广泛的应用,对于真空泵用屏蔽电机的性能要求也越来越高。提高屏蔽式异步电机的性能,改善屏蔽电机由于结构原因所出现的发热严重问题,对于真空干泵的稳定运行具有十分重要的意义。本文对真空干泵用屏蔽电机进行了冷却系统的设计和冷却效果的分析。首先,根据电机设计要求的性能指标计算电机的尺寸参数,确定定转子的结构和材料,选择绕组的连接方式。基于电磁场的相关理论,在有限元软件中建立屏蔽式异步电机二维仿真模型。求得在电机额定运行状态下的磁通密度云图、磁力线分布图、定子铁耗、定子铜耗、转子铁耗、转子铜耗和屏蔽套损耗。其次,选择使用冷媒作为冷却介质对电机进行冷却。根绝传热学基本理论和流体力学基本理论设计了周向U型、轴向U型、螺旋型和轴向工字型四种冷却管道,建立四种冷却管道的三维模型,对其进行压力和流速分布的仿真,比较仿真结果得出适合本文电机的冷却结构。在有限元软件中建立电机的三维模型,将各部分损耗作为热源,对电机进行冷却介质为冷媒和水时的温度场仿真,并比较不同介质下的温度分布情况。建立电机的热网络模型,使用等效热网络法计算电机冷却介质为水时的各部分的平均温度值,并比较热网络法和有限元法的电机温度场计算结果。搭建了螺旋型冷却管道真空干泵用驱动电机试验台,进行电机温升试验,测量电机机壳和定子绕组的温度。根据实验数据计算电机温升,与有限元法和等效热网络法的计算结果进行比较,验证有限元法和等效热网络法的准确性。最后,在入口冷媒介质流量一定时,通过改变冷却管道的深度,对周向U型管道、轴向U型管道、螺旋型冷却管道和轴向工字型管道进行压力和流速分布的仿真,根据流速和进出口压差的变化,得出最佳的管道深度,比较冷却管道深度的变化对电机温升的影响。在进口尺寸一定时,对不同流量下周向U型冷却管道、轴向U型冷却管道及轴向工字型管道的进出口压差和介质流动速度分布进行分析,得出最佳的管道入口流量,并比较入口流量变化对电机温升的影响。对电机进行瞬态温度场的仿真,通过对其在额定负载下、二倍额定负载下和冷却系统故障条件下电机的温度变化曲线的分析,得出电机在过载和冷却系统故障情况下可持续运行的时间。