由于具有设备结构简单,运行维护方便,安全性好,可靠性高等优点,空冷汽轮发电机目前在发电设备市场中仍然占据着重要的地位。良好的通风冷却系统设计是保证空冷汽轮发电机能够长期安全可靠运行的必要条件,进而能够更加准确合理的分配空气流量、控制局部产生过高的温升。作为电机定转子间连接纽带的气隙,内部流动复杂,既有沿轴向的水平流动,又有沿圆周方向的旋转流动,还有定子配风产生径向的流动。流场分布影响着温度场的分布,所以对于气隙环形空间内的流场研究意义重大。本文参考某电机厂引进的220MW空冷汽轮发电机的通风冷却结构,以设计、制造的电机通风实验台作为研究对象,分别进行数值模拟和实验研究。首先,通过方案比较选取最优的通风结构,设计并细化电机通风实验台各部分结构尺寸数据,为实验台的生产制造提供基础数据;其次,根据电机通风实验台设计数据,对结构进行合理的简化,建立实验台整机二分之一的三维流场模型,采用不同的湍流模型和边界条件,对其进行整机定转子一体化研究,通过计算分别得到转速为500r/min、1000r/min和1500r/min三个工况下实验台内部压力、流速、流量等流场信息,并得出气隙旋转流场的分布规律;再次,设计电机通风实验台实验测量方案并布置实验测点,利用热线风速仪对实验台的入口、定子出口以及定子铁心径向风沟出口的流速进行实验测量,分别得到转速为500r/min和1OOOr/min两个工况下的实验测量数据,分析并得出实验条件下的外部流场分布规律;最后,通过数值模拟结果和实验测量结果的比较,验证数值计算所采用的模型、计算方案和计算结果的准确性,得出在高转速时采用Reak-ε两方程湍流模型计算的结果最接近实验测量值。本文得到的数值模拟和实验测量结果可为空冷汽轮发电机通风系统设计提供有力的参考。