大型电机定子流体传热问题与定子绕组换位路径、槽钢、各通风沟间相互影响、槽楔形状与分段等因素密切相关,随着电机温升问题的日益严重,迫切需要对这些因素进行全面考虑,综合分析这些因素对电机温升的影响。本文以一台250MW全空冷水轮发电机为例,对其定子流体传热问题的三维建模方法和定子冷却结构进行设计分析。系统考虑影响电机温度场的多个关键因素,提出了三种定子流体传热模型。用数值法和解析法计算了定子各部分损耗。采用有限体积法对各模型流体场和温度场进行了数值研究,并与实验数据进行对比分析,实验结果验证了所提模型地准确性和合理性。研究结果表明,所提出的分析模型可提高定子温升的计算精度。根据所提定子流体传热模型,分析了冷却空气入射角对定子流体场和温度场的影响,研究了定子铁心段、通风沟的轴向长度和个数及定子槽钢结构等因素对定子流体场的影响。通过分析流体场及其影响因素,提出了三种定子冷却结构,计算了相应结构的定子流体场和温度场,并与原结构对比,揭示了电机定子冷却结构对温升的影响规律。研究结果表明,合理调整定子通风沟和铁心段的数量,可有效降低槽内换位绕组的最高温度。