主氦风机是核电站高温气冷堆中的重要组成部分,作为反应堆一回路中仅有的动力装置,其在蒸汽发生器输出端驱动反应堆中的氦气在一回路内进行循环,与反应堆运行时生成的热量进行能量交换。主氦风机为立式大型电机组,其中的驱动电机因不配置备用电机,要求具有长使用寿命和很高的安全性。因此,针对主氦风机驱动电机通风结构冷却性能进行深入研究,根据结论合理优化通风结构,对提高主氦风机的安全性能,延长其工作寿命,保证整个电站的稳定运行都将起到重要作用。本文介绍了电机温度场分析以及通风冷却结构优化的国内外研究状况,详尽描述了电机通风冷却结构和与其相关的基本理论,为驱动电机物理场的计算起到理论支撑。本文对比了电机不同类型的通风系统结构及其特点,并结合电机通风冷却结构内的冷却介质的流体特点进行了分析。根据主氦风机驱动电机的尺寸数据建立了其三维物理模型,考虑风摩损耗对流体场的影响,基于氦气的物理特性,依据电机定转子结构计算了电机的通风损耗,得到通风系统内的流体分布。此外,通过对不同冷却介质的流体场进行对比分析,证明了流体物性对其分布的影响。通过建立电机全域温度场的数学模型,给出了相应的边界条件,根据流体力学原理,采用流固耦合的方法计算出电机各关键部件的温度分布并加以分析。为了进一步研究该电机的通风结构,优化电机散热能力,本文提出两种优化方案,计算了不同结构下的电机温度分布,分析几何尺寸改变对电机冷却性能的影响,最后对比各方案的冷却效果,得出最优方案。研究的结果为电机的温升计算,通风系统结构优化提供了一定的借鉴,对延长电机寿命,保证电机安全具有重要意义。