随着我国电气化铁路的快速发展,对机车运行性能提出了更高要求,作为机车重要部件之一的主变压器,其性能关系到机车运行的安全、可靠及节能环保等。本文在对机车变压器的发展过程和研究现状做了较详尽综述的基础上,结合磁场计算和电路分析,对一台四分裂式机车主变压器的有关电磁特性做了较深入和全面的研究,主要内容如下:首先,建立了基于ANSYS软件的变压器三维磁场分析模型,模型区域包括铁心、绕组、油箱及其外一层气隙。在磁场分析的基础上,计算了四分裂式机车变压器8个绕组(支路)的电感矩阵。其次,按“四个高压绕组并联、四个低压绕组独立运行”的连接方式,借助于电感矩阵,列写电路方程,较详细的分析了有关电磁特性,如,单个低压绕组运行时高压绕组各支路的电流分配,据此可以检验低压绕组与高压各支路的耦合紧密程度;分别推导了“四个高压绕组并联、单个低压绕组短路”时短路阻抗计算的等效电路并计算了结果。接着,基于8个绕组(支路)的电感矩阵和绕组连接方式,应用“受控电源”概念即将具有磁耦合的支路用“电流控制电压源”等效,建立了基于MATLAB的仿真电路,进行了单个或多个低压绕组突然短路的仿真分析,据此可以分析一个绕组突然短路对其它绕组运行产生的影响。最后,利用仿真分析结果的稳态值(电压与电流)计算了短路阻抗,结果与前述应用等效电路分析及制造厂家试验结果非常接近。论文用ANSYS软件进行磁场分析,用MATLAB实施电路仿真,即用所谓“场-路”结合的方法分析了机车变压器的有关电磁特性。分析方法较为新颖,所建立的磁场和电路分析模型较真实的反映了实际,因此理论根据可靠、所得结论可信。这无疑为多分裂式机车变压器的理论研究和设计制造提供了借鉴。