大容量空冷汽轮发电机冷却系统简单,没有水处理设备与制氢设备,减少了辅机与控制系统,提高了运行安全可靠性,并且降低了初次投资费用.近年来,随着空冷汽轮发电机设计制造技术和工艺水平的提高,其技术经济指标也相应提高.这种高可靠性和高效率的空冷发电机已逐渐成为许多发电机组的一个选择.然而,发电机运行是一个复杂的过程,要想准确地描述这一物理过程,从包括电磁场、流体场和温度场在内的多场耦合的角度进行分析是必要的.因为在电机的运行过程中,发电机温度场温度数值的大小以及分布主要由电机内的电磁场、流体场的大小和分布决定.本文正是从实际应用的角度出发,来研究发电机在额定运行时的温度场分布情况.首先利用A,ψ-A方法建立了空冷汽轮发电机端部三维电磁场的数学模型,并且对其进行了单元分析和离散,形成最终的总体合成方程,明确了发电机额定运行时三维端部电磁场的求解域、边界条件和假设条件,采用有限元法进行了计算,得到了端部各结构件的磁场分布,供损耗计算直接应用.电机内各种损耗的准确确定以及求解域内各个散热表面散热系数的准确确定是对温度场进行准确计算的前提,因此电磁场的计算是进行温度场计算的基础,电磁场计算的准确性决定了电机温度场计算的准确性;在一些损耗不均匀的区域,采用分段(即逐步细化)的方法对温度场的分析是很必要的;在温度场的计算过程中细化到各根股线以及股线的绝缘也是能够实现的,使得对温度场的分析、电机设计以及满足工程需要更为准确可靠;对150MW空冷气轮发电机进行定子温度场计算,最高温度出现在线棒的上层股线上,计算结果和试验数据是基本一致的;定子齿部的温度沿径向通风沟高度方向上是线性变化的,温度最高点出现的位置与股线最高温度点出现的位置在径向高度上是一致的.