能源需求正在下降,能源结构发生转型,但目前燃煤发电仍是我国新增能源的主要部分,所以汽轮发电机仍将是未来发电设备中的重要组成部分。高容量发电机可以提高能量转换效率,减少建设及运行费用,因此汽轮发电机单机容量不断提高。汽轮发电机转子冷却流道尺寸小、结构复杂,要求冷却流体分布满足不同位置的冷却需要,转子冷却是汽轮发电机容量升级的关键问题。目前350MW已达到空冷汽轮发电机的极限容量,该容量电机的热负荷比低容量机型显著提高,对转子通风系统的研究可以避免转子线圈局部过热,温升满足温升限值的要求。本文考虑汽轮发电机通风系统内部相互作用,采用数值模拟分析方法对350MW汽轮发电机进行整场流体计算研究,以获得优化的转子结构,实现改善电机内流场、提高冷却能力的目的。首先,为准确模拟电机转子通风系统内的空气流动情况,对350MW汽轮发电机进行三维实体建模,进而确定计算域。计算中改变转子结构设计,针对不同转子通风道结构对整个发电机的流场进行计算,通过流场计算获得不同转子结构时电机内的流场特性。其次,根据流场计算结果进行了不同转子结构时转子的温升计算,获得了转子端部及直线段的温度分布情况,掌握了不同流场特点下的转子温升情况。最后,完成真机设计制造后对真机进行了转子温升试验,考察转子的冷却效果。试验结果显示,进行优化设计的发电机转子温升合理,冷却性能能够满足运行的要求。