电机内的温升计算是电机设计的重要环节。影响电机温升的因素极多,不仅与电机的电磁负荷、热负荷的选值有关,还与选用的材料、制造工艺以及通风冷却系统的设计密切相关。电机的温升计算不仅涉及平均温升,还需计算电机温度场。如果局部过热点的温升超过所采用绝缘的温升限值,电机寿命同样会受到影响。空冷电机的应用越来越广泛,因此对空冷电机内的流场温度场研究具有重要意义。本次研究针对一台采用空气为冷却介质的20MW隐极同步电机,依据计算流体力学(CFD)原理对其通风系统的三维热流耦合场进行了研究。首先,建立定转子一体化三维流场模型,通过计算得到了电机内压力、流量等流场特性,确定转子最长绕组为转子散热条件最差的绕组,提出定子及转子单独计算温度场时分别以一个齿距范围内定子和转子最长绕组为计算域;其次,建立转子最长绕组的三维物理模型,通过数值模拟得到其流场及温度场数据,分析温度分布特性以及流量分布对温升的影响。确定了以压力入口为边界条件时最高温度为于转子槽楔表面。以定转子一体化流数据为基础的质量流量入口时整体温度降低,最高温度位于转子槽内绕组;最后,建立电机定子一个齿距范围的三维模型,通过计算得到了定子内流场数据及各部分温度,确定了最高温度数值及位置;在此基础上,减少端部上层绕组间绑扎结构,重新进行流场与温度场耦合数值模拟,确定减少上层绕组固定结构可降低定子线棒最高温度。本文得到的计算结果可为电机温升计算和通风系统合理设计提供有力的参考。