高速列车作为铁路运输的主要交通工具,具有安全、高效、舒适等优点,近几年来发展迅速。异步牵引电机结构简单、工作可靠,是高速列车的核心动力部件,其性能直接关系到列车的安全平稳运行。由于高速列车空间有限,异步牵引电机安装空间小、功率密度大,易出现温度过高、局部传热不平衡、绝缘老化等问题,严重威胁列车的安全运行,因此,准确计算高速列车异步牵引电机温度场和优化冷却结构很有必要。本文在综述电机温度场计算方法和牵引电机冷却结构的基础上,以一台600k W高速列车异步牵引电机为研究对象,基于传热学和计算流体力学原理,利用有限体积法计算不同定子通风结构下电机流体与温度分布特性。全文围绕如何降低电机各部件温度和平衡轴向温差展开研究,同时利用遗传算法对电机定子通风结构加以优化。首先,建立异步牵引电机三维流固耦合模型,通过网格划分、热源赋定、设定边界等步骤计算原始通风结构下电机流体与温度分布,并通过实验数据验证仿真结果。其次,探究异步牵引电机定子通风孔径和个数对电机流体和温度的影响规律,提出正对电机定子槽的通风结构,详细分析并对比了不同方案下电机流速、流量及各部件温度和轴向温差,形成规律性结论,为后续进一步优化定子通风结构奠定基础。然后,基于前述研究结论,提出变截面的定子通风结构,在对比分析分段变截面和连续变截面定子通风结构的流体和温度分布规律后,选择较优方案,进一步研究变截面结构下定子通风孔径和径向位置对电机流体和温度的影响,通过逐步寻优的方式,寻找有利于降低电机温度和平衡轴向温差的定子通风结构。最后,根据前文对定子通风孔径、个数和变截面通风结构的研究,基于遗传算法寻优理论,分别以降低电机各部件最高温度和平衡轴向温差为目标,对定子通风孔径、个数和两段定子通风结构寻优,找到最优解后,进一步通过仿真验证优化后通风结构的散热效果,并与原始通风结构形成对比。