火力發(fā)電廠或核能發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)皆采用臥式結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)、勵磁機(jī)等配套組成同軸運轉(zhuǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪發(fā)電機(jī)最基本的組成部件是定子、轉(zhuǎn)子、勵磁系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。

汽輪發(fā)電機(jī)的定子是由定子鐵芯、定子繞組、機(jī)座等部件組成。

(1)定子鐵芯。定子鐵芯是構(gòu)成磁路并固定定子繞組的重要部件，通常由0.5mm或3.5mm厚、導(dǎo)磁性能良好的冷軋硅鋼片疊壓而成。大型汽輪發(fā)電機(jī)的定子鐵芯尺寸很大，硅鋼片沖成扇形，再用多片拼裝成圓形。

(2)定子繞組。定子繞組嵌放在定子鐵芯內(nèi)圓的定子槽中，分三相布置，互成120°角度，以保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時在三相定子繞組中產(chǎn)生互成120°相位差的電動勢。每個槽內(nèi)放有上下兩組絕緣導(dǎo)體(亦稱線棒)，每個線棒分為直線部分(置于鐵芯槽內(nèi))和兩個端接部分。直線部分是切割磁力線并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體有效邊，線棒端接部分則起到連接作用，把相關(guān)線棒按照一定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成發(fā)電機(jī)的定子三相繞組。中、小型汽輪發(fā)電機(jī)的定子線棒均為實心線棒，而大型汽輪發(fā)電機(jī)由于散熱的需要，多采用內(nèi)部冷卻的線棒，譬如由若干實心線棒和可通水的空心線棒并聯(lián)組成。

(3)機(jī)座及端蓋。機(jī)座的作用是支撐和固定發(fā)電機(jī)定子鐵芯。機(jī)座一般用鋼板焊接而成，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，并能滿足通風(fēng)散熱的要求。端蓋的作用是將發(fā)電機(jī)本體的兩端封蓋起來，并與機(jī)座、定子鐵芯和轉(zhuǎn)子一起構(gòu)成發(fā)電機(jī)內(nèi)部完整的通風(fēng)系統(tǒng)。

汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、勵磁繞組(轉(zhuǎn)子繞組)、護(hù)環(huán)和風(fēng)扇等組成，是汽輪發(fā)電機(jī)最重要的部件之一。由于汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子受的離心力很大，所以轉(zhuǎn)子都呈細(xì)長形，且制成隱極式的，以便更好地固定勵磁繞組。

(1)轉(zhuǎn)子鐵芯。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體采用高強(qiáng)度、導(dǎo)磁性能良好的合金鋼加工而成。沿轉(zhuǎn)子本體表面軸向銑出用于放置勵磁繞組的凹槽。槽的排列方式一般為輻射式，槽與槽之間的部分為齒，俗稱小齒。未加工的部分通稱大齒，大齒作為磁極的極身，是主磁通必經(jīng)之路。

(2)勵磁繞組。勵磁繞組為若干個線圈組成的同心式繞組，線圈則用矩形扁銅線繞制而成。勵磁繞組放在槽內(nèi)后，繞組的直線部分用槽楔壓緊，端部徑向固定采用護(hù)環(huán)，軸向固定采用云母塊和中心環(huán)。勵磁繞組的引出線經(jīng)導(dǎo)電桿連接到集電環(huán)上，再經(jīng)過電刷引出。

(3)護(hù)環(huán)和中心環(huán)。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高，勵磁繞組端部承受很大的離心力，所以要用護(hù)環(huán)和中心環(huán)來緊固。護(hù)環(huán)把勵磁繞組端部套緊，使繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形；中心環(huán)用以支持護(hù)環(huán)，并防止端部的軸向移動。

(4)集電環(huán)。集電環(huán)分為正、負(fù)兩個集電環(huán)，由堅硬耐磨的合金鍛鋼制成，裝于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵磁端外側(cè)。正、負(fù)兩個集電環(huán)分別通過引線接到勵磁繞組的兩端，并借電刷裝置引至發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)上。

(5)風(fēng)扇。風(fēng)扇裝于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端，用以加快氣體在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子部分的循環(huán)，提高冷卻效果。

發(fā)電機(jī)運行時，其內(nèi)部產(chǎn)生的各種損耗會轉(zhuǎn)化為熱能，引起發(fā)電機(jī)發(fā)熱。尤其是大型汽輪發(fā)電機(jī)，因其結(jié)構(gòu)細(xì)長，中部熱量不易散發(fā)，發(fā)熱問題更顯得嚴(yán)重。如果發(fā)電機(jī)溫度過高，會直接影響絕緣的使用壽命，因此冷卻對于大型汽輪發(fā)電機(jī)是非常重要的問題。

勵磁系統(tǒng)的主要作用是：

（1）發(fā)電機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，按主機(jī)負(fù)荷情況供給和自動調(diào)節(jié)勵磁電流，以維持一定的端電壓和無功功率的輸出。

（2）發(fā)電機(jī)并列運行時，使無功功率分配合理。

（3）統(tǒng)發(fā)生突然短路故障時，能對發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。短路故障切除后，使電壓迅速恢復(fù)正常。

（4）當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷突減時，能進(jìn)行強(qiáng)行減磁，以防止電壓過分升高。

（5）發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障，如匝間短路或轉(zhuǎn)子發(fā)生兩點接地故障時，能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)自動減磁或滅磁。