对大型汽轮发电机而言,增加电机定子绕组的并联支路数可以有效地降低定子绕组的基本铜耗以及定子线棒的温升,但是支路数的增加往往引起定子绕组支路不对称的情况。本文针对汽轮发电机极数和槽数均较少的特点,提出采用磁势法对其定子支路不对称绕组进行分析设计的思想,并对其相应的环流损耗以及定转子电磁力进行了分析和计算。首先,基于单个短距线圈的磁动势分布,运用数学解析法得到汽轮发电机定子支路不对称绕组各支路的磁动势分布图,对各支路磁动势波形进行傅里叶分解得到各支路基波磁动势的幅值和相位,通过对各支路基波磁势间幅值及相位差异程度的控制,可以初步得到多种满足要求的支路连接方案,并对定子绕组的磁势谐波含量进行了相应的解析计算。其次,针对汽轮发电机定子支路不对称绕组不同的支路连接方案,建立了相应的二维有限元求解模型,对空载工况下汽轮发电机定子绕组各支路环流进行了仿真计算,得到了相应支路连接方案下定子绕组各支路的环流波形,通过傅里叶分解得到了定子绕组各支路环流的谐波特性,进而算得定子绕组整体的环流损耗。另外,本文还分别计算了考虑汽轮发电机转子静态偏心以及励磁电流不同情况下,定子支路不对称绕组的环流与环流损耗的变化规律,并将计算结果与支路对称绕组时的情况进行了对比。最后,建立了算例汽轮发电机二维瞬态场场路耦合有限元计算模型,对其相应的空载及额定负载工况下的磁场进行了数值仿真计算,并在此基础上,计算了发电机转子圆周表面上的电磁力、定转子铁心的单边磁拉力以及支路不对称定子绕组所受的电磁力,同时研究了转子静态偏心对相应电磁力的影响。