大型汽轮发电机在运行时，定子系统的振动问题关系着整个发电机组能否持续、安全与稳定地运行。本文以有限元理论为基础，采用虚拟样机技术对600MW和1000MW大型汽轮发电机的定子结构系统进行了研究，主要内容和取得的成果如下：首先，结合搜集到的汽轮发电机方面的大量资料，在以国内三大电机公司生产的600MW和1000MW大型汽轮发电机为载体，对汽轮发电机的定子结构系统进行了详细分析的基础上，分别对600MW和1000MW大型汽轮发电机的定子机座、定子绕组和定子隔振系统在Pro/E中建立了虚拟样机模型。然后，分别将600MW和1000MW汽轮发电机的定子机座、定子绕组与定子隔振系统的虚拟样机模型进行合理简化后导入到ANSYS Workbench中，建立了有限元模型。对定子机座、定子绕组的不同约束情况和轴向、切向隔振系统的不同工况进行了模态分析，得到了相应的固有频率及振型，目的是计算出结构的共振频率，使结构的固有频率能够有效的避开50Hz的工频和100Hz的电磁倍频，为改善结构的动态特性以及后续的优化设计提供客观的参考依据；并对定子机座、定子绕组直线段全约束情况和内定子隔振系统进行了谐响应分析，得到了相应的幅频和相频曲线，验证了相应模态分析结果的可靠性。最后，对汽轮发电机定子端部的复合材料大锥环在ANSYS中建立了玻璃纤维增强环氧树脂基大锥环的等效简化模型并进行了动态特性分析，计算出了相应的固有频率与振型，并进行了谐响应分析。在Pro/E和ADAMS中建立了大锥环加工缠绕设备的虚拟样机模型，并进行了仿真缠绕。本课题通过将虚拟样机技术引入到大型汽轮发电机定子结构系统的研究中，获得了许多有价值的结论，为大型汽轮发电机的设计与制造提供了重要的参考依据，对于减少汽轮发电机设计开发过程中物理样机的制造成本和工作量，缩短开发周期具有很现实的意义。