水下电机传统冷却技术主要包括水外冷和油冷。一些特殊应用领域对水下电机功率密度的要求越来越高,传统冷却技术已经不能适应水下电机的发展,迫切需要一种全新的冷却技术以解决目前出现的问题。蒸发冷却技术是一种高效的冷却技术,已经成功地应用到了卧式电机领域,具有冷却效率高、可靠性高的特点。本文首次将蒸发冷却技术应用到水下电机领域。为了获得蒸发冷却技术的冷却效果,我们针对水下电机设计了一个定子模型,该模型可以很好的模拟水下电机的工作条件,可以实现三种不同的冷却方式:水外冷、油冷和蒸发冷却。本课题搭建了考察三种冷却技术的实验平台。在该实验平台上对水外冷和油冷作了大量的实验,实验结果表明水外冷和油冷的冷却效果不是很好。水外冷和油冷的最大冷却能力比较小,定子绕组的最大电流密度也比较低。蒸发冷却技术的实验研究是本文的重点。通过改变外水套冷却水流量、定子绕组电流密度和冷却介质液面高度,得到了定子绕组承受的最大电流密度和系统的最大冷却能力等指标。定子空腔内部的传热过程非常复杂,与传统的蒸发冷却不同,冷却介质在定子空腔中的沸腾类型始终为过冷沸腾。本实验中,冷却介质液面高度的确定是应用蒸发冷却技术的关键点,通过改变液面高度,得到了冷却介质比较合适的液面高度。通过改变外水套中冷却水流量,得到了外水套中冷却水流量对冷却效果的影响趋势。在本文的最后,我们将三种不同的冷却技术作了详尽的对比研究。蒸发冷却的冷却效果远远优于水外冷和油冷,更容易实现电机的高功率密度。鉴于水外冷和油冷水下电机成熟的技术,有理由相信蒸发冷却技术在水下电机领域有广阔的应用前景。