永磁同步电机具有体积小、功率密度高以及效率高等优点,已被广泛应用于机车牵引、新能源汽车等领域。由于永磁同步电机中的永磁材料对温度比较敏感,电机内过高的温升将会削弱永磁材料的性能,严重的甚至会导致永磁材料发生永久性退磁,因此计算永磁同步电机温度场并根据温度分布设计合理的冷却结构对抑制电机温升、保证电机正常运行、提高电机性能具有重要的意义。本文运用数值分析法分析了全封闭水冷永磁同步电机的温度场,并将温度场计算结果与实测数据进行了对比,对比结果表明数值分析法能够较准确地计算电机的温度场。其次采用敏感性分析方法研究了冷却水流速、水温对冷却效果的影响以及转子损耗、损耗分布均匀性对温度场计算结果的影响。由敏感性分析的结果可知转子损耗对转子温度有较大影响,为计及电流谐波对转子损耗大小及其分布的影响,本文采集电机实际运行时的电流并用其作为数值分析中的激励来更准确地计算损耗。基于温度场分析结果,本文提出内外冷却相结合的内外双循环冷却结构设计方法。在保证电磁性能的前提下,通过开设转子铁心轴向通风孔、定子铁心轴向通风孔以及加设端部风扇来构建电机内循环冷却回路,并借助Taguchi法对内循环结构进行参数设计和优化。优化设计结果表明,该冷却结构能显著降低电机内部温度,提高了全封闭永磁同步电机高速运行时的可靠性,其设计思想可以为其它电机的内部冷却设计提供参考。