与汽轮发电机相比，水轮发电机具有以下特点：
(1)速度慢。受水头限制，转速一般小于750r/min，有的每分钟只有几十转。
(2)磁极数多。因为速度低，为了产生50Hz的电能，需要增加磁极数，这样切割定子绕组的磁场仍然可以每秒变化50次。
(3)结构体积大、重量大。一方面，速度低；另一方面，在机组甩负荷情况下，为避免强水锤造成钢管破裂，要求导叶紧急关闭时间较长，但这会引起机组转速上升。单位太高。因此，要求转子具有较大的重量和惯性。
(4)一般采用纵轴。大中型水轮发电机为了减少占地和厂房成本，一般采用立轴。
水轮发电机按其转轴布置方式的不同可分为立式和卧式：立式水轮发电机按推力轴承位置不同可分为悬式和伞式。
(1) 悬浮式水轮发电机。推力轴承安装在转子上架中央或上部，运行平稳，维修方便，但高度大，厂房投资大。
(2)伞式水轮发电机。推力轴承安装在转子下架的中心体或其上部。一般中低速大型水轮发电机组结构尺寸较大，宜采用伞式，以降低机组高度，节约钢材，减少厂房投资。近年来发展了在水轮机顶盖上安装推力轴承的结构，可以降低机组的高度。
2. 主要部件
水轮发电机主要由定子、转子、推力轴承、上下导向轴承、上下机架、通风冷却装置、制动装置和励磁装置等组成。
(1) 定子。它是产生电能的元件，由绕组、铁芯和外壳组成。由于大中型水轮发电机定子直径很大，一般由段组成，便于运输。
(2) 转子。它是产生磁场的旋转部件，由支架、轮圈和磁极组成。轮圈是由扇形铁板组成的环形部件。磁极分布在轮圈外侧，轮圈作为磁场的路径。一根大中型转子在现场组装，加热后套在发电机主轴上。近年来发展了转子无轴结构，即转子支架直接固定在汽轮机主轴的上端。这种结构的最大优点是可以解决大机组造成的大型铸锻件的质量问题；此外，还可降低转子起重量和提升高度，从而降低厂房高度，为电厂建设带来一定的经济性。
(3) 推力轴承。它是承受机组旋转部分总重量和涡轮轴向水力推力的部件。
(4) 冷却系统。水轮发电机通常使用空气作为冷却介质来冷却定子、转子绕组和定子铁芯。小容量水轮发电机多采用敞开式或管道通风，而大中型水轮发电机多采用封闭式自循环通风。为了提高冷却强度，一些大容量水轮发电机绕组采用空心导体直接通过冷却介质的内冷却方式，冷却介质采用水或新介质。定转子绕组采用水内冷方式，冷却介质为水或新介质。采用水内冷的定转子绕组称为双水内冷。采用水冷的定转子绕组和定子铁心称为全水内冷，而采用水内冷的定转子绕组称为半水内冷。
水轮发电机的另一种冷却方式是蒸发冷却，将液体介质通入水轮发电机的导体中进行蒸发冷却。蒸发冷却的优点是冷却介质的导热系数远大于空气和水的导热系数，可以减轻机组的重量和体积。
(5)励磁装置及其研制与火电机组基本相同。
发布时间：Sep-01-2021
