随着汽轮发电机单机容量的不断增大,发电机的发热与冷却问题日趋严重.因此,有必要对汽轮发电机内温度场分布进行研究.随着计算机技术和数值方法的不断发展,采用数值方法求解汽轮发电机内温度场分布也越来普遍.温度场的精确计算对电机安全运行,提高运行效率,优化电机结构设计都有显著的意义.在数值计算方法中,有限元法最适合应用于研究汽轮发电机的温度场.为了分析汽轮发电机内的温度场分布情况,该文对电机的温度场的有限元计算方法以及影响电机温度场计算精度的因素作了一些研究.首先,分析了汽轮发电机的三种典型通风系统结构(一进两出、两进三出、转子空内冷)的特点,应用风路理论,得出了三种通风结构的等效风路,运用工程分析方法和网络矩阵法计算了风路中气体各部分的流动情况.其次,针对当前国内外在电机温度场研究中存在的一些问题,采用拱形体单元的离散方法,推导了圆柱坐标系下的基于拱形体单元的三维温度场的有限元计算模型,并用简化算例验证了其正确性与有效性.提出了一种极坐标系下的基于扇形单元的二维温度场的有限元计算模型,并验证了该计算模型的正确性和有效性.在电机的温度场研究中,采用基于拱形体单元和扇形单元的离散方法具有剖分简单、剖分误差小、计算精度高、计算表达式简洁等优点,特别适用于研究电机中二、三维温度场问题.采用推导出的基于拱形体单元的三维温度场计算模型,研究了QF-15-2型汽轮发电机定子铁芯内的三维温度场,并对混合介质中等效导热系数以及电机中有关散热面上散热系数的计算方法作了研究,对发电机定子铁芯段内温度分布的变化规律作了分析和探讨.最后介绍该课题所开发的汽轮发电机电磁计算与温升分析软件中的电磁计算以及温升计算软件的设计流程、用户界面、数据库以及软件的帮助系统.