大型汽轮发电机是电力系统中的重要单元,而空冷汽轮发电机则以冷却系统简单,起动、运行、维护方便的优势,受到人们的欢迎。随着汽轮发电机单机容量不断增加,热负荷也相应提高,直接影响电机的使用寿命和运行的可靠性,因此对于汽轮发电机的发热和冷却问题的研究显得日益重要,对发电机的安全运行具有重要指导意义。本文以一台采用多风路通风系统的200MW空冷汽轮发电机为例,为了获得汽轮发电机温度的准确分布,从流体力学理论出发,采用耦合传热的方法对定子的流体场和温度场进行计算。首先,本文结合通风冷却系统结构建立电机端部区域三维流体场求解域模型,采用有限体积法对流体场控制方程进行求解,计算得到空冷汽轮发电机端部区域各风路流量;然后,基于电磁场理论对空冷汽轮发电机的电磁损耗进行了计算与分析,进而得到电机额定运行时定子各部分损耗;其次,根据空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点建立定子径向通风沟三维流动与传热耦合计算求解域模型,给出基本假设与耦合场边界条件,用有限体积法对流体场与温度场控制方程进行耦合求解,得到各个定子径向通风沟内的流体速度与温度,并对电机各部分温度进行分析;最后,将耦合场计算结果与实测结果进行比较,并分析了不同气隙入口冷却流量对定子耦合场的影响,得出了一些有益的结论。