工业机器人是我国工业实现智能制造升级的核心装备,在我国经济社会发展中发挥着重要作用。永磁同步电机是安装在工业机器人本体中的动力输出部件。研制轻量化、高过载输出电机,通过“小马拉大车”的方式实现工业机器人本体轻量化,减少多关节齿轮间隙与变形误差,是提高工业机器人精度与负载能力的重要途径。在电机轻量化、功率质量比提升的过程中,电机温升超标是主要瓶颈。针对永磁同步电机端部绕组温升过高问题,本文提出强化对流换热的电机热管理方案,通过电磁场、温度场仿真探究电机温升情况,建立对拖测试平台进行试验,最后验证电机过载输出能力。主要研究内容及结论如下:（1）建立了电机二维电磁场仿真模型和三维温度场仿真模型,分析了电机损耗来源及分布,将其作为热源施加到对应部件上进行了温度仿真。针对工业机器人电机过载要求和工作环境,仿真探究了不同倍数过载电流、环境温度对电机温升的影响。探究发现,绕组铜耗为电机损耗最大部分,电机内各部件温度场各向不均衡,端部绕组为电机内温升最高区域。为解决电机端部绕组散热问题,提出基于风扇的强制风冷散热系统,并通过仿真对比分析了不同冷却方式电机的内部温度分布特征。（2）根据电机对拖原理,通过设备选型、通讯连接、上位机程序编写等过程建立了电机对拖测试平台,分别完成了转矩转速试验、连续过载温升试验、热模型试验、等效转矩负载温升试验。通过与实际温升曲线对比发现,有限元仿真模型比热模型及其推导的温升曲线更接近实际情况,验证了仿真结果准确性。（3）结合仿真与实际试验结果分析发现,与自然冷却电机相比,强制风冷电机在额定工况下最大稳态温升降低33.7℃;强制风冷电机可在130%电流负载条件下持续运行,相对自然冷却电机提升20%;在更高的过载电流下（150%～300%）,强制风冷电机运行时间延长33%～65%。研究结果表明强制风冷散热系统通过提高机壳表面对流换热能力,达到有效降低电机最高温升的目的,使永磁同步电机功率密度进一步提升,提高电机连续过载输出能力,延长高倍过载工况运行时间,提供了实现永磁同步电机及工业机器人轻量化的新思路。