交变电流在导体中流动时,在导体内、外会产生随时间变化的电磁场,由于电磁感应产生的感应电流在原电流上产生了叠加和抵消效果,改变了导体内部电流的分布,使电流趋于导体表面分布,即所谓集肤效应。在多导体汇流排中,不仅有由导体自身引起的集肤效应,而且还有由导体之间相互作用而引起的邻近效应。集肤效应和邻近效应随着电流的频率的增大而增大,造成损耗增大。为了设计损耗小、温升小、性能稳定的大电流汇流排,需要在计算中较精确地考虑电磁感应的影响,对汇流排的电磁分布,热效应进行分析,设计出满足工程电磁兼容条件和热效应需求的汇流排,在当今这个电机及电力系统精度和安全性要求都不断提高的时代是十分必要的。本文对开关电源汇流排进行研究,首先对有限元研究的方法,汇流排电磁感应的原理等进行了理论介绍,同时对有限元分析方法模拟汇流排的结果进行了理论验证。由于现代工程应用中,常常会出现机械电气设备中汇流排加载时变电压或电流激励的情况。将外电路设计与汇流排模型电磁仿真相结合,建立与实际汇流排工况相符的模型是工程设计的趋势。本文基于17kW开关电源汇流排模型进行了理论分析,根据工况需求设计出控制汇流排工作状态的驱动电路,通过电路仿真软件分析驱动电路的输出波形,验证设计的驱动电路的可靠性,保证了仿真中汇流排上的流通电流与实际工况相符。并运用有限元仿真的手段,将外在驱动电路与汇流排联合,在瞬态场中使汇流排在外电路控制下工作,完成汇流排电磁分布,欧姆损耗,电流密度的仿真。为实现磁热耦合,分析17kW开关电源汇流排的温升情况,提出了损耗等效变换的方案,对瞬态场中场路耦合仿真得到的结果进行数据处理,计算出损耗的平均功率以此为基础进行损耗等效,在涡流场中建立拟合电流激励,使汇流排模型在该激励下产生的损耗平均功率与之前计算的损耗平均功率相同。将涡流场与温度场仿真软件联合,将损耗作为热源,仿真汇流排工作时的稳态温度,实现汇流排场路热耦合仿真。另外,本文基于场路热耦合仿真结果,以降低集肤效应和邻近效应为目的,对汇流排结构进行优化,降低了汇流排的损耗和温升。