随着科技的提升,永磁电机被广泛应用于煤矿和冶金行业。而受限于矿场的工作环境,散热问题一直是矿用电机的一个难题,也是目前永磁电机进一步提高功率密度路上的绊脚石。特别是对于低速大扭矩电机来说,电机主要温升来自于绕组铜耗,定子槽内散热困难,而冷却系统距离热源的远近直接影响着电机的散热效果。针对上述问题,本文提出一种新型的矿用永磁电机冷却结构,即采取冷却水管与绕组并绕并同时下嵌到定子槽中,绕组线圈与冷却系统直接接触。相比普通的电机机壳水冷方式,其可直接参与绕组散热,带走绕组产生的热量,散热效率更高。本文对矿用永磁电机的新型冷却结构开展了研究工作,主要内容如下。首先,介绍了永磁电机温升的研究现状以及永磁电机冷却方式的相关结构和原理,讨论了不同冷却结构的优缺点,得出本文所研究绕组冷却结构的必要性。其次,根据电机技术要求进行电磁方案设计,分别对集中绕组和分布绕组做了电磁方案设计,确定了电机的主要尺寸等参数。利用仿真软件对两种结构的电机做了电磁参数和电机的损耗的仿真对比分析,验证设计方案的合理性。再次,提出一种新型的冷却结构,即绕组并绕式冷却结构,对其进行设计分析。设计的电机绕组为集中绕组结构,线圈为矩形线圈,所以冷却水管也采取与绕组形状大小相同的矩形空心线圈,内通入冷却介质。根据绕组线圈与冷却水道的位置关系分为三种不同的绕组并绕式冷却结构,分析了不同冷却结构的特点及应用场合。从次,为了验证所设计的绕组并绕冷却结构的合理性,通过合理的等效与假设,建立了电机的三维模型,基于CFD流体场与温度场对电机进行分析。分析了不同的绕组并绕结构以及相同并绕结构下不同的进水口速度对电机散热的影响,从而确定了最优散热方式。仿真分析表明用冷却水管与绕组并绕的方式有效提高了散热能力,验证了此种冷却方式的有效性。最后,根据上述温度场分析,合理的调整电机电磁负荷,进而在满足温升条件下,减小电机铁心长度,增大电机功率密度。并对改进电机做了电磁和温度场仿真,验证了方案的合理性。