城市轨道交通因具有快捷舒适、交通安全可靠和绿色环保的特点,在我国得到了广泛应用。随着车辆牵引系统的不断更新与发展,目前城轨车基本采用IGBT元件作为开关器件。城轨车的运输能力、运行性能、耗电量等基本由牵引变流器决定。牵引变流器因IGBT元件的应用变得更加轻量小型化,但同时增大了单位容积的发热量。因此,电子器件的散热就显得尤为重要。本课题中牵引变流器采用“热管散热器+走行风冷”的冷却方式。IGBT等高功率器件工作时产生的热量首先传到冷却基板上,基板再将热量传递给热管,热管内部冷凝的工质通过相变热传递给散热翅片,散热翅片与走行风进行热量交换,进而将热量传递出去。本文首先搭建了风洞试验平台,通过调节大功率风扇的风速来模拟城轨车行走时的风速。在不同风速工况下,通过热电偶测得每个热源的平均温度。结果表明随着风速的降低热源最高温度升高,但满足热源最高温度不超过90℃的散热要求。然后采用CFD的方法进行数值模拟,用专业热分析软件ICEPAK建立散热器模型,模拟试验条件下的风速,得到热源的温度分布图,通过对比得出与试验条件下测出的热源温度误差在5%之内。在热源最高温度不超过90℃的情况下,对热管散热器进行结构优化,使热管根数从68减到48,翅片数变为8,热管高度降到270mmm。虽然结构进行很大优化,在车速相同的情况下,热源最高温度仅上升了10℃。而且结构优化后的散热器体积小、质量轻、耗材少、经济性好,为企业提供一定的参考依据。不过优化后热管散热器当车停站超过152s时,热源最高温度超过90℃,需关闭有关电机,以防器件超温失效引起更大事故。