低速大转矩电机的研究近年来一直受到电机领域的广泛重视。尽管稀土永磁具有优异的磁性能,但其价格比较昂贵,导致其成本高于电励磁电机,并且常规的低速大转矩电机为获得良好的电磁性能其几何结构主要表现为较大的径长比,定转子主要集中在电机径向的边缘,因此其内部空间未得到充分地利用。这将导致电机内部沿半径方向的空间占用率不高。文章提出了一种新型的双定子混合转子结构的同步电动机,即电机是由内外两个定子和由永磁体及磁阻共同构成的单转子组成,在不增加电机体积的情况下,充分利用电机内部空间,提高了传统低速大转矩电机的空间利用率,文章的工作内容如下:首先,阐述了该同步电机的运行原理,对传动系统和机械结构进行了设计,建立三维模型并对该新型电机的主要部件采用ANSYS WORKBENCH进行应力场的分析及形变的计算,对额定转速下该电机各个部件受力及变形情况进行计算。其次,建立了电机在稳态运行时温度场数学模型和物理模型,计算电机各部件的散热系数,根据材料热导率的不同对该新型双定子单转子同步电动机(外电机功率30kW,内电机功率20kW)的三维稳态温度场进行有限元的计算。同时基于传热学的基本理论,采用等效热网络法建立该电机的热路计算模型,根据各部分的传热换热关系列出方程组,编写MATLAB程序对各个节点温度进行了计算求解。并且将有限元法与热网络法二者的计算结果进行对比分析。最后,由于双定子电机的转子及内定子较难通过空气进行自然散热,热量的长期积聚易对电机产生负面效应,影响电机的安全性与使用寿命,因此本文采用风冷加水冷的方式对电机进行降温,设计了适用于该同步电机的风冷及水冷结构,并对不同冷却介质及不同截面形状的螺旋水道进行了温度的对比,同时分析了不同冷却水速对电机温度的影响。