發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都是基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進(jìn)行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉換的目的。

圖示：水力發(fā)電基本原理圖

　　水輪發(fā)電機的基本工作原理是原動(dòng)機(水輪機)的機械能轉變成電能。從高處引水流進(jìn)水輪機，通過(guò)水流與水輪機轉輪的相互作用，水流就把自己的能量傳給水輪機。水輪機獲得能量后就開(kāi)始旋轉起來(lái)，把水能轉換成了旋轉的機械能。由于水輪機與發(fā)電機相連，于是發(fā)電機轉子跟著(zhù)水輪機儀器旋轉，這樣水輪機就把能量傳遞給了發(fā)電機，磁極旋轉時(shí)，會(huì )改變線(xiàn)圈中的磁通，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。

　　水電發(fā)電廠(chǎng)都為同步電機，它能把原動(dòng)機(水輪機)的機械能轉變成電能，通過(guò)輸電線(xiàn)路等設備送往用戶(hù)。我們知道，導線(xiàn)切割磁力線(xiàn)能產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，將導線(xiàn)連成閉合回路，就有電流通過(guò)，同步發(fā)電機就是利用電磁感應原理將機械能轉變?yōu)殡娔艿摹?/p>

　　導線(xiàn)放在空心圓桶鐵心槽里，鐵心是固定不動(dòng)的，稱(chēng)為定子。磁力線(xiàn)是由磁極產(chǎn)生的，磁極是轉動(dòng)的，稱(chēng)為轉子。定子和轉子是發(fā)電機最基本的部分。為了得到三相交流電，沿定子鐵芯內圓每相隔120度分別放三相繞組A-X、B-Y、C-Z，轉子上有勵磁繞組(又稱(chēng)轉子繞組)。通過(guò)電刷和滑環(huán)的滑動(dòng)接觸，將勵磁系統產(chǎn)生的直流電引入轉子勵磁繞組，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。當轉子被原動(dòng)機拖動(dòng)旋轉時(shí)，定子繞組不斷切割磁力線(xiàn)，就在其中感應出電動(dòng)勢。

01按布置方式分

　　分為臥式和立式兩種。臥式水輪發(fā)電機適合中小型、貫流及沖擊式水輪機;一般低、中速的大、中型機組多采用立式發(fā)電機。

02按推力軸承位置分

　　立式發(fā)電機又分為懸式和傘式兩種。推力軸承位于轉子上方的發(fā)電機稱(chēng)為傘式發(fā)電機，它適用于轉速在100r/min以上；推力軸承位于轉子下方的發(fā)電機稱(chēng)為傘式發(fā)電機，無(wú)上導的稱(chēng)為全傘式，有上導的稱(chēng)為半傘式，它適用于轉速在150r/min以下。

03按照冷卻方式分

　　可分為空氣冷卻和水冷卻兩種。

　　水輪發(fā)電機的主要作用是將水輪機的旋轉機械能最終轉換成電能，其結構與性能的好壞對電站的安全、穩定、高效運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　水輪發(fā)電機主要由定子、轉子、機架、推力軸承、導軸承、冷卻器、制動(dòng)器等部件組成。

01臥式結構

　　臥式結構的水輪發(fā)電機通常有沖擊式水輪機驅動(dòng)。臥式水輪機組通常采用兩個(gè)或三個(gè)軸承。兩個(gè)軸承的結構其軸向長(cháng)度短，結構緊湊，安裝調整方便。但當其軸系臨界轉速不能滿(mǎn)足要求或軸承負荷較大時(shí)，這需要采用三軸承結構。國產(chǎn)臥式水輪機發(fā)電機組大部分屬于中小型機組。而容量為12.5MW的大型臥式機組也有生產(chǎn)，國外生產(chǎn)的臥式水輪發(fā)電機組，容量在60--70MW的并不罕見(jiàn)，而用抽水蓄能電站的臥式水輪發(fā)電機組，單機容量可達300MW。

02立式結構

　　國產(chǎn)水輪發(fā)電機組廣泛采用立式結構。立式水輪發(fā)電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅動(dòng)。立式結構又可分為懸式和傘式。發(fā)電機推力軸承位于轉子上部的統稱(chēng)為懸式，位于轉子下部的統稱(chēng)為傘式。

03貫流式結構

　　貫流式水輪發(fā)電機組由貫流式水輪機驅動(dòng)。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調轉輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉輪軸線(xiàn)采取水平或傾斜布置，并與水輪機進(jìn)水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發(fā)電機具有結構緊湊，重量輕的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于低水頭的電站中。

　　水電作為可再生能源在世界能源中占有越來(lái)越重要的位置，近年來(lái)我國水電開(kāi)發(fā)進(jìn)程明顯加快，繼續加強水電建設、合理開(kāi)發(fā)利用水能資源是保障我國能源供應的重要措施。

　　現在水輪發(fā)電機主要朝著(zhù)提高單機容量向巨型機組發(fā)展，為了提高其可靠性和耐久性，在結構上采用不少新技術(shù)。例如為解決定子的熱膨脹而用定子浮動(dòng)結構、斜支承等，轉子采用圓盤(pán)式結構。為解決定子線(xiàn)圈的松動(dòng)，用彈性楔下墊條以防止線(xiàn)棒絕緣磨損。改進(jìn)通風(fēng)結構，減少風(fēng)損和端部渦流損耗以進(jìn)一步提高機組效率。