作为发电站中的重要能源转换装置，汽轮发电机一旦发生故障不仅影响电力系统的可靠性，还会造成巨大的经济损失。当其发生单相短路故障、相间短路故障、两相接地短路故障后发电机处于不对称运行状态。此时电机内除了正序电流以外，还存在负序电流及零序电流。当发电机不对称运行时，定子中负序电流会在气隙中产生反向旋转磁场，此磁场将会在转子表面（大齿、小齿、阻尼条、槽楔）感生两倍频率涡流，较大的涡流必然导致发电机转子侧温升增加，造成转子过热、击穿绕组绝缘等严重后果，发电机运行效率也必然下降。因此，对发电机外部短路故障后转子表面涡流损耗的研究计算对发电机电磁设计和运行维护有着重要意义。　　本文首先以1407MVA大型核电汽轮发电机为例，建立场-路耦合时步有限元模型，以汽轮发电机发生外部短路（单相接地短路、相间短路、两相接地短路）故障为前提。对负序磁势进行数学推导，得出不同故障下正、负序磁场的变化规律。其次，对汽轮发电机空载运行及额定负载运行时发生外部短路故障后定子电流、定子电压、电磁转矩进行有限元计算，分析总结不同电气量峰值及故障稳定后有效值的大小关系。给出不同故障发生后故障电流最大时刻的磁场分布云图，并计算不同故障稳定后气隙磁密分布来验证磁场畸变情况。对汽轮发电机发生不同外部短路故障后转子表面瞬态及稳态涡流损耗进行分析计算，加以对比并总结规律。最后，以发电机额定负载运行时单相短路故障为例，计算了当汽轮发电机转子槽楔端部连接方式（连接、断开）不同时转子表面瞬态涡流及涡流损耗密度分布并加以对比，计算出槽楔连接及断开后转子表面各部分准确涡流损耗并对结果进行分析，得出规律性结论。