曾文杰 万伟伟

摘要：掌握牵引逆变器内器件实际应用时的温度，对于避免器件发生高温失效和保障地铁车辆运行的可靠性具有重要意义。本文介绍了南京宁高城际线牵引逆变器及其主要的发热器件，并对传热过程进行了分析；对三维模型合理简化，建立仿真计算模型；采用Icepak仿真工具，对模型划分网格、仿真计算；分析计算结果，得出了指导逆变器热设计的原则。

关键词：牵引逆变器；器件；对流换热；导热

ThermalAnalysisofUrbanRailVehicleTractionInverterand

SimulatingCalculationofTemperatureField

ZengWenjieWanWeiwei

ZhuzhouCRRCTimesElectricCo.，LtdHunanZhuzhou412001

Abstract：Itisimportanttograspthetemperatureinthepracticalapplicationofthedeviceinthetractioninverter，toavoidthehightemperatureagingofthedeviceandensurethereliabilityoftheoperationofthesubwayvehicle.Inthispaper，theTGN66Dtractioninverteranditsmainheatingdeviceareintroduced，andtheheattransferprocessisanalyzed.Thethreedimensionalmodelofthetractioninverterissimplifiedandthenumericalcalculationmodelisestablished.UsingtheIcepakassimulationtool，themodelisdividedintogrid，andthenthetemperaturefieldiscalculatednumerically.Thecalculationresultsareanalyzedandthethermaldesignprincipleoftheinverterisobtained.

Keywords：Tractioninverter；Device；Convectiveheattransfer；Heatconduction

地鐵车辆是城市轨道交通的一种重要方式，具有快捷、便利、安全等优点。[1]牵引逆变器是地铁车辆电气牵引系统的核心部件，其主要功能是将直流电逆变为可供电机运转的三相交流电，通过调压调频（VVVF）的方式实现对电机转速（功率）的控制。[2]牵引逆变器内的发热器件在通电时会产生热损耗而引起局部温度升高。如果牵引逆变器整体布局不合理，热量在器件局部累积，则可能造成器件失效，影响车辆的正常运行。

目前，学者对器件级的散热研究[39]较多，对系统和部件级的散热研究相对较少。

Icepak仿真软件集成了风机、散热器等器件模块，可自行选择搭建系统完成仿真计算。本文采用对南京宁高城际线牵引逆变器的温度场进行仿真计算，总结了逆变器的热设计原则。

1牵引逆变器热分析

牵引逆变器是牵引电气系统的核心部件，该牵引电气系统所采用的TGN66D型牵引逆变器，是已经成熟应用的平台化产品，三维模型如图1所示（顶板透明化处理）。……