随着大功率电力电子变流装置的不断发展,叠层母排作为电力电子功率器件间主要的连接部分,损耗发热、电磁特性、杂散参数等问题在高频、高功率密度的环境下越来越被重视。这对叠层母排的设计提出了新的要求,即需要满足功率器件对温升的要求,同时也需要考虑到叠层母排的电流密度分布和磁场分布。本文通过仿真分析了叠层母排不同物理结构对母排电磁特性的影响,提出了优化母排设计方法,并以大功率三相两电平逆变器为例,结合电磁场和稳态热传递,对直流侧叠层母排进行电磁-热多物理场耦合仿真分析与研究。首先,在电磁场理论的基础上对叠层母排进行理论分析,得出叠层母排磁场和杂散参数的计算方法。对不同频域下叠层母排电磁特性及杂散参数进行仿真分析,得到频率对母排电磁特性和杂散参数影响的一般规律。接着对叠层母排不同物理结构进行电磁仿真分析,获得不同物理结构在不同激源励频率下对叠层母排电流密度分布、磁场分布、杂散电感和等效电阻的影响,提出了优化母排设计,降低母排杂散参数的方法。其次,对叠层母排进行传热分析,得到叠层母排的热损耗计算方法和热阻计算模型,建立叠层母排电磁-热耦合计算模型。把叠层母排温升带来的电阻率变化作为参考因素,提出了基于有限元法的叠层母排电磁-热双向耦合仿真分析方法。该方法可以有效的计算出叠层母排电磁损耗,并通过稳态热分析得到叠层母排的温升。最后,对逆变器中的直流母排进行分析,以1.9MW、负载电流900A的三相两电平逆变器为例,结合三相两电平逆变器的工作原理和开关状态,对逆变器中直流母排的梯形波电流进行瞬态电磁仿真分析。通过稳态热分析仿真软件进行直流母排电磁-热耦合分析,得出直流母排在正常工作状态下的稳态温升,并通过仿真模拟出逆变器发生短时过流故障时,直流母排的温升变化,结合以上两点验证直流母排设计的合理性。并以200k W三相两电平逆变器为实验平台,验证电磁-热耦合仿真的合理性。本文主要围绕大功率逆变器叠层母排的电磁特性、杂散参数及温升等因素,进行叠层母排电磁-热耦合仿真分析,对优化叠层母排设计、验证叠层母排设计合理性提出了仿真验证方法。