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为了研究大型水轮发电机极靴形状对空载电势波形及同步电抗的影响,本文建立了适用于水轮发电机的单元电机时步有限元计算模型,提出了处理其转子运动问题的新方法。在此基础上,针对一台28对极、672槽的1000MW水轮发电机,设计了具有五段圆弧的可调极靴结构,并进一步深入研究了六种不同极靴结构对空载电势波形及同步电抗的影响。通过实验室中的10kW多功能凸极同步电机模型机空载电势波形的仿真与实测对比,验证了有限元计算模型以及程序的正确性和实用性。文中研究成果为研究大型水轮发电机提供了技术支持。