电压互感器是高铁车载装置中必不可少的电气设备之一,是一种测量电压参数的重要装置。随着科学技术的飞速进步,电压互感器的制造工艺,材料和铁芯的电磁机构设计都有很大的技术革新。随着我国高速电气化铁路的快速发展,动车组运行速度越来越快,牵引电机的功率和电压也越来越高,与其相适应,本文给出了一种针对高速动车组牵引电机电压测量的节能型电压互感器的设计方案。本文首先分析了电磁式电压互感器的工作原理、基本结构、技术参数以及误差来源,通过对误差来源的详细分析,对电压互感器的铁芯进行优化设计,从而减小误差提高测量精度;其次针对电压互感器的铁芯形状、材料轻量化和节能效果进行了合理优化,并对优化后电压互感器的基本参数进行了计算;最后针对节能型电压互感器的参数计算,应用有限元软件Ansoft Maxwell搭建了节能型电压互感器的有限元模型,并进行了节能型电压互感器在三种典型工况运行状态下的电磁特性仿真分析。仿真结果表明:模型搭建正确合理,优化设计计算正确,与同等容量的矩形铁芯电压互感器比较,采用阶梯接缝技术进行优化设计的节能型电压互感器的铁芯漏磁减小了 100倍左右,降低了对高速动车组无线通讯设备的电磁千扰;铁芯的磁感线和磁密度分布均匀,没有越线的缺点,并通过优化使铁芯的截面积减小,总重量降低了 50%左右;绕组损耗降低了 12%,不但明显节约了电能损耗,而且改善了电压互感器发热的问题。本文给出的节能型电压互感器方案达到了节能的目的,能够为后期高铁牵引电机用电压互感器的产品定型设计和批量生产提供参考依据。