大型汽轮发电机是电力发电的高端装备，堪比电力系统的心脏，是国内外各大发电设备制造公司竞相开发的重要对象，其核心关键技术被国际学术界和工程界所密切关注。当前随着发电机单机容量的不断提高，汽轮发电机内电磁负荷和热负荷相应提高，引起发电机内局部过热，严重时会导致发电机出现绝缘老化、铁心松动和机组振动等严重问题，轻则造成发电机非正常停机，重则威胁到电力系统的安全，这为大型汽轮发电机的设计与制造带来了一系列全新的挑战。由于大型发电机容量的增加将直接引起发电机电磁负荷增大，这势必会造成定子端部空间漏磁的冗聚，定子端部区域寄生的漏磁通一方面会在端部各金属结构件中感应出涡流，引起结构件发热；另一方面会使端部导磁屏蔽和边段铁心出现磁饱和现象，端部磁路的饱和直接关系到各导磁结构的受力振动和发热程度，严重时可能会引起端部铁心翘曲和端部掉齿现象的发生，此外，发电机在不同运行工况和复杂的端部结构下端部漏磁和涡流损耗分布具有不一致性。因此，开展发电机端部漏磁分布和结构件涡流损耗及相关影响因素的研究具有重要的科学意义。本文基于电磁学基本理论，构建了发电机的端部三维瞬态电磁场数学模型，分别对火电汽轮发电机和核电汽轮发电机端部漏磁与涡流损耗分布规律进行了理论研究。提出了基于多元场-路耦合的时步有限元法对大型发电机端部磁场进行计算，解决了以往求解发电机端部磁场依靠迭代计算初始参数的繁杂过程。该方法通过机端与网端等效电路耦合，实现了二维电磁场和三维电磁场的强耦合连接。在以上研究的基础上，基于能量法和解析法计算并确定了大型发电机的端部漏抗。通过建立不同运行工况下发电机端部三维非线性瞬态涡流场数学模型，研究了发电机不同结构形式和不同运行工况下发电机端部铜屏蔽、磁屏蔽以及复合导磁导电屏蔽对端部结构件涡流损耗和边段铁心轴向磁通、齿顶磁密轴向分量的影响，揭示了发电机空载和负载运行工况下端部漏磁闭合路径的区别及空间漏磁磁密幅值旋移的规律；定量的给出了发电机铜屏蔽厚度变化对汽轮发电机端部漏磁及涡流损耗分布的影响程度。研究了发电机阻磁屏蔽和分磁屏蔽的综合性能，并对不同屏蔽性质时发电机边段铁心轴向漏磁分布特点进行了对比研究，研究了阻磁屏蔽和分磁屏蔽对端部区域磁场幅值空间旋移的影响。在研究发电机端部屏蔽结构对端部漏磁分布的影响基础上，提出了屏蔽结构阻磁系数的概念，确定了发电机端部铜屏蔽板特有结构形状时的阻磁系数，定量的给出了铜屏蔽结构内外表面漏磁衰减规律。本文构建了金属屏蔽厚度、金属屏蔽电导率和压圈相对磁导率多重影响因素下发电机端部结构件涡流损耗的多层感知器神经网络数学模型和支持向量机的数学模型，通过对以上两种不同数据挖掘方式的局部训练样本进行训练，预测了发电机端部金属屏蔽厚度、金属屏蔽电导率和压圈相对磁导率多重因素协同变化时发电机端部结构的涡流损耗，确定了不同数据挖掘方式的泛化能力。关于大容量和超大容量汽轮发电机端部电磁场和涡流损耗及其影响因素的研究，可为发电机端部结构件电磁力和局部温度的评估以及端部结构优化设计提供重要的理论依据和参考。