由于应用场合的特殊性,一体式压缩机用永磁同步电机的需要有更高的调速范围和功率密度。通过采取内置式转子结构的电机本体设计方案有助于其调速范围的提高,而功率密度的提高则要求其体积不能太大。这将会带来温升问题,成为限制电机性能进一步提高的制约因素。首先,结合给定的7.5kW压缩机用电机性能指标要求,运用磁路计算方法,从极槽数选取、定转子结构等方面进行设计分析,从而获得满足性能要求的电机本体结构。并在不影响电磁性能的前提下,在转子上开设了通风孔以考虑散热效果的提升。运用有限元法对电机的电磁性能进行分析,还对电机电感参数和弱磁能力进行了计算,得到电机过载倍数约为2,最大转速大于7800r/min,符合调速范围要求。其次,在转子开设通风孔的基础上,将风叶结构安于转子后端,设计了开启式轴向通风结构。利用有限元法校核了转子结构的机械强度,结合流固耦合方法对电机内部空气流速分布以及热源温度分布特性进行了分析。结果表明此冷却结构可以有效抑制绕组温升,增加进风口数目可以改善定子散热能力。同时还研究了风叶数量和长度对电机流热分布的影响规律,得出了风叶最优的选取参数。最后,提出了一种新型内嵌风扇式冷却结构,基于流固耦合热计算方法,分析了此种冷却结构下电机内部的空气分布特性和各热源温度分布,与转子后端安有风叶的通风结构相比,定子和绕组的散热能力得到较大改善。同时分别研究了出风口位置在机壳后端的结构以及在前端盖中心圆周方向的结构,分析结果表明后者冷却结构中空气由于具有最小的流通路径,冷却效果最好。并且研究了不同叶片倾角和数目对电机散热的影响,为轴向通风冷却结构的设计提供了参考。