永磁同步电机具有高功率密度、高效率等优点,被广泛应用于生产生活。近年来,随着产品技术的迭代与设计要求的提升,永磁同步电机的功率密度一直在不断提高。高功率密度在提升电机性能的同时,为电机带来过高的温升,威胁电机的性能及使用寿命。研究分析永磁同步电机的温度场及冷却结构,对解决电机过热问题具有重要意义。本文以机壳水冷永磁同步电机为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法,对电机进行三维温度场仿真分析。通过对螺旋型、周向型、轴向Z字型和周向Z字型四种不同冷却水道电机冷却效果的对比分析,得到在水道长度及截面积相同的条件下,轴向Z字型的优化冷却水道方案。本文仿真分析了在轴向Z字型水道中加入扰流片对电机冷却效果的影响,以及扰流片的尺寸参数及排布方式的对提升电机冷却效果的作用。最后通过样机实验,验证水道设计方案的可行性与仿真分析的准确性。本文的内容安排如下:1.介绍了永磁同步电机温度场分析与冷却结构设计的研究背景及研究进展。2.基于传热学、流体力学及计算流体力学(CFD)方法,采用计算流体力学(CFD)仿真分析软件,建立了电机三维温度场仿真分析模型。3.在分析电机三维温度场的基础上,对比研究了螺旋型、周向型、轴向Z字型和周向Z字型四种不同冷却水道的电机冷却效果以及对水泵功率的要求,得到在水道截面积及长度相同的条件下,轴向Z字型冷却效果最优但所需水泵功率最大的结论。4.分析了轴向Z字型冷却水道的结构参数对冷却效果的影响,以优化水道设计方案。同时,进一步仿真分析了在水道中加入扰流片对电机冷却效果的影响。通过样机实验,验证设计方案的可行性及仿真分析的准确性,为电机冷却结构的设计提供参考。