当前国内经济形势增长放缓,常规燃煤电站产能过剩,国内50Hz的汽轮发电机产品需求萎缩。为充分利用制造厂现有产能,弥补50Hz汽轮发电机需求下滑导致的市场缺口,需要开发新产品,开拓国际市场。特别是随着国家“一带一路”的战略推进,将与沿线新兴经济体和发展中国家建立更为广泛的合作关系。沿线新兴经济体的发展离不开能源的建设,开发满足国际市场需求的60Hz空冷汽轮发电机对于响应国家战略,消化制造产能具有重要意义。对于60Hz发电机设计技术,哈电曾引进了西屋公司600MW汽轮发电机技术(该机原为美国西屋公司60Hz、800MW发电机)。近年,哈电又引进了美国GE公司的390H型发电机(为50Hz和60Hz通用设计)。但不可否认的是国内对于60Hz空冷汽轮发电机的研发还缺乏系统的研究,对60Hz空冷汽轮发电机电磁及结构设计关键技术开展研究是十分必要的。本文对比50Hz和60Hz空冷汽轮发电机的电磁方案设计,归纳总结60Hz空冷汽轮发电机在电磁设计上的特点。以150MW出口项目为依托,计算得出效率、温升、磁密、电抗等主要指标,并研究60Hz空冷汽轮发电机的总体结构以及各个关键部件的结构特点,按照本产品电磁参数设计和结构设计方案生产首台产品进行型式试验。对于产品主要参数和关键部件温升数据进行了试验验证,通过对比分析,本产品各项性能指标符合或高于标准及合同要求。总结汽轮负序电流产生的原因,研究负序电流对发电机的影响和危害。介绍本型60Hz空冷汽轮发电机的阻尼结构,并使用有限元法对转子的负序能力进行了核算。按照连续运行负序能力大于10%,故障运行负序能力要求大于10s的标准,转子结构件材料的长期、短期运行时的最高温度满足标准要求。使用有限元法对定子机座在各种工况下的应力和变形进行核算。研究定子铁心和定子机座的振动机理,综合使用解析法和有限元法对定子铁心振动、定子机座振动以及定子隔振系统进行分析。通过对机组负序能力和振动的分析,确定机组额定工况及其它特殊工况下可实现安全、可靠、连续运行。