随着世界范围内能源危机和环境污染的日益加深,开发及发展清洁能源成为了当今摆在科研人员面前的重大课题。水力发电是新型清洁能源中重要的一部分,大力发展水电是缓解能源危机的一个有效措施。在发电机设计与制造技术进步的同时,大型水轮发电机的容量不断提高,功率体密度不断增加。其中提高水轮发电机的发电效率,减少发电机损耗,需要在发电机的设计与制造过程中进行考虑。在大型水轮发电机定子线棒的设计中,为了减小集肤效应的影响,定子线棒一般采甩两排由数根股线并联而成的条式线棒。由于线棒所处槽部与端部都存在漏感电势,会在并联的股线间产生循环电流,带来环流损耗。定子线棒环流会造成股线间不均匀温升,并对线棒的绝缘造成危害,同时环流损耗是造成发电机效率降低、使用寿命缩短的重要原因。通过股线在槽部扭转一周,槽部漏感电势相互抵消,可以减小环流损耗,而这种定子线棒称为Roebel线棒。在Roebel线棒中,端部漏磁场的影响使股线间仍然存在循环电流,所以需要对槽部和端部的漏磁场进行研究。为了减少定子线棒环流损耗,需要从环流产生的机理出发,即从水轮发电机的端部和槽部磁场出发。本文介绍了股线回路法和漏感电势法对环流损耗的计算,并详细介绍了漏感电势法计算不足换位、空换位、延长换位等换位方式环流损耗的具体计算公式。本文对漏感电势法的计算公式进行了验证。利用有限元法,建立了定子线棒端部的二维模型,所得到的磁场分布结果与漏感电势法计算公式相接近,从而验证了漏感电势法的正确性。在进行定子线棒的换位研究中,笔者发现随着换位方式的变化,线棒的铜损也随之变化。因此,本文提出将定子线棒铜损作为换位优化中需要考虑的一个因素。本文结合科研项目,以漏感电势法为理论基础,利用MFC工程软件开发工具研制了一套大型水轮发电机定子线棒换位优化设计软件。通过本文设计的软件分别对两台水轮发电机的多种换位方式进行了计算与分析。并将其他文献中的试验数据与本文所设计的软件计算结果进行对比验证,说明本文方法的正确性及工程实用性。