随着大型汽轮发电机单机容量的增加，电磁载荷相应提高，电机内的发热问题已经影响发电机的安全和稳定运行。水-氢-氢冷汽轮发电机以其低通风摩擦损耗，高效率，小噪声的优势，越来越受到发电厂的欢迎。因此，需要对水-氢-氢冷汽轮发电机的发热和冷却问题进行深入研究，所得结论可以为更大容量汽轮发电机的研发提供重要参考。本文结合水-氢-氢冷汽轮发电机的实际结构和流体力学、传热学理论，建立了水-氢-氢冷汽轮发电机三维端部全域多物理场耦合的物理模型和数学模型，给出了相应的边界条件和基本假设，采用有限体积法对该发电机三维端部区域耦合场进行求解，得到了发电机额定工况下铜屏蔽、压圈和压指的温度分布，确定了端部区域温度最高点的位置，并将端部区域耦合场实测值与计算结果进行比较，验证了计算方法的可靠性和准确性。此外，根据汽轮发电机定子半个轴向段冷却系统内流体流动与传热的特点，建立了计及绕组内冷却水管位置，冷却水流速的定子半个轴向段三维流体与传热耦合的物理模型和数学模型，基于三维发电机端部区域多物理场的耦合计算结果，对额定工况下定子半个轴向段区域内的上、下层股线，股线绝缘和定子铁心的温度以及定子通风沟内的流体温度进行了详细的分析。得出的结论可为提高大容量发电机安全和稳定运行提供理论基础及参考依据。