近年来,随着国内水电装机容量的增大以及单机容量的提高,大型水轮发电机组的稳定性逐渐成为水力发电研究的前沿课题,自2007年以来,三峡右岸、龙滩、小湾、拉西瓦等一大批大型水轮发电机组的相继投运,通过测试发现在这些电站机组的定子机座、铁心部位均不同程度存在低频振动。目前,对这种低频振动一般的定性认识是由定、转子不圆度和偏心所导致的,但如何采取有效措施来加以控制,尚没有定量的技术解决方案,因此有必要开展大型水轮发电机定子低频振动的研究,提出合理的振动控制标准。首先,采用有限元分析方法,以小湾电站机组为例,明确了大型水轮发电机组的不平衡电磁力的数值计算方法。对在不同气隙长度下100Hz和2.5Hz的电磁力进行了计算,并对气隙偏差和圆度偏差对电磁力的影响情况进行了分析。其次,采用有限元分析方法,模拟计算低频电磁力对定子结构刚度与模态的影响。并结合瞬态动力学基本原理,从低频振动产生机理的角度,选取定子结构的1个节点,以1倍频,2倍频以及两个频率的激励和作为激振力,来获得定子结构在各激振力下的响应。最后,结合小湾电站原型机实测数据的时域与频域分析,并与数值计算结果进行对比,确定了水轮发电机定子振动和不平衡磁拉力的关系。以数学工具软件MATLAB对小湾电站定子进行了不平衡磁拉力数值计算,对比不同模型下不平衡磁拉力的差别,以及不平衡磁拉力与气隙、偏心和磁极距中心的距离之间的关系。通过对大型水轮发电机组低频振动的分析,得出了产生低频振动的主要原因。对现有运行机组振动标准的确定具有重要的指导意义,为大型水轮发电机组的振动研究分析提供了理论依据及参考,对其他类型机组的振动分析也具有借鉴意义。