由于發(fā)電機大小不同，結(jié)構(gòu)也不相同，但主要部分的結(jié)構(gòu)與功能相同，本文就汽輪發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉(zhuǎn)子槽數(shù)都較少，定子線圈外形按導(dǎo)線繞制的線圈繪制（不是用銅條或銅管連接成的線圈）。發(fā)電機主要部件結(jié)構(gòu)則參考大中型汽輪發(fā)電機繪制。
 
發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成。汽輪發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于汽輪機的轉(zhuǎn)速很高，故汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極，在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個汽輪發(fā)電機模型來介紹汽輪發(fā)電機的基本構(gòu)造與組成。
 
轉(zhuǎn)子
 
由于大型汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉(zhuǎn)子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細長型。轉(zhuǎn)子圓周上沒有凸出的磁極（不像三相發(fā)電機模型中的轉(zhuǎn)子），轉(zhuǎn)子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側(cè)各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極（圖1所示），稱之為隱極式轉(zhuǎn)子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉(zhuǎn)子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。
 
勵磁繞組兩端通過集電環(huán)（滑環(huán)）接到勵磁電源，在轉(zhuǎn)子圓周兩側(cè)就形成北極與南極，旋轉(zhuǎn)時就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
 
定子
 
因為定子鐵芯內(nèi)的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導(dǎo)磁良好。為通風(fēng)冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風(fēng)。
 
在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列，大型發(fā)電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。
 
發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。
 
定子與轉(zhuǎn)子裝入機座
 
機座（機殼）由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內(nèi)壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒，發(fā)出的三相交流電從這里引出。安裝好的機殼加端蓋應(yīng)有很好的氣密性，以防止冷卻介質(zhì)泄露。
 
把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內(nèi)，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內(nèi)線圈。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個高壓瓷套端子，在出線盒外接成Y形連接，按三相四線輸出。
 
本模型的兩個轉(zhuǎn)子軸承安裝在機殼兩側(cè)的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。
 
安裝好機殼兩側(cè)的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉(zhuǎn)子支撐起來，轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)，
 
安裝電刷裝置
 
轉(zhuǎn)子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環(huán)緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環(huán)到轉(zhuǎn)子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導(dǎo)電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內(nèi)，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內(nèi)，卡子進入卡孔就卡住了。
 
冷卻系統(tǒng)
 
大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、機座等主要結(jié)構(gòu)基本一樣，但冷卻系統(tǒng)五花八門，也較復(fù)雜。
 
主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導(dǎo)熱系數(shù)大很多；水與很大的比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有：
 
空冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發(fā)電機。
 
氫氣或水如何在電機內(nèi)循環(huán)則有多種途徑，根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯上制作冷卻介質(zhì)的通道，繞組水冷采用空心銅管作導(dǎo)線，在管內(nèi)通水冷卻。
 
全氫冷發(fā)電機的氫氣流動示意圖，機座完全密封，在機殼靠兩端設(shè)有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內(nèi)是流動的水，水通過電機外設(shè)備冷卻。在機殼內(nèi)部充滿氫氣，風(fēng)扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉(zhuǎn)子帶走熱量。
 
除了上述的基本部件外，在定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器；在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，全面監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。
 
在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。