随着机车中电力电子设备的集成化、密集化,电力电子设备中的热流密度随之不断增加。高温的工作环境影响了电力电子设备的正常运转,因此对于散热技术的研究越加受到重视。论文选取CRH3动车组牵引变流器为模型,深入研究水冷散热技术,优化设计出有效的水冷散热器。首先,分析了牵引变流器功率开关器件损耗的因素,对牵引变流器中功率开关器件IGBT模块的损耗计算方式进行了介绍,并给出了具体的计算方法。依据CRH3动车组运行时牵引变流器的实际数据,计算出了牵引变流器中IGBT模块功率损耗。其次,确定了水冷散热器的分析方法、水冷散热器模拟仿真的具体流程。利用三维建模软件Pro/E搭建了三种基础水冷散热器的模型：串联结构、并联结构和串并联结构,采用ANSYS划分了模型的网格单元,进行了求解计算。仿真模拟得到了不同流速时三种结构水冷散热器的温度和压力损失数据,利用仿真结果对比分析三种水冷散热器的散热和流动性能。最后,针对高速列车CRH3的牵引变流器,以并联结构为基础,优化设计了一种多并联结构水冷散热器,并对所设计的多并联结构牵引变流器水冷散热器的散热特性与流动特性进行了仿真分析,同时分析了不同流速、不同环境温度以及不同入水口温度对散热器性能的影响规律,验证了所设计的多并联结构水冷散热器具有良好的散热和流动性能。