干式车载牵引变压器列车风冷却对流传热计算与绕组区域热网络建模

利用列车风冷却的干式车载牵引变压器具有质轻、安全性高等优越性,能够助力高速动车组能效的进一步提升,但空气的高速湍流使得其热特性更为特殊与复杂。为实现干式车载牵引变压器热特性的快速准确计算,该文基于热电类比原理构建考虑风道空气热含量的专用热网络模型结构;考虑到湍流状态下风道努塞尔数的沿程变化,借助计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法进行全范围的参数扫描,提出湍流局部努塞尔数的新关联式,实现环空风道对流热阻的准确计算。热网络模型所得绕组温升计算值与仿真值和平台实验结果基本一致,尤其是能够精确获取热点位置及其温度。相比于CFD方法,热网络模型在计算资源和时间消耗上具有优势,为干式车载牵引变压器的在线监测、寿命评估及优化设计提供更为高效的技术手段。