圖示：火力發電系統示意圖

　　按照電磁感應定律，導線切割磁力線感應出電動勢，這是發電機的基本工作原理。

　　由鍋爐產生的過熱蒸汽進入汽輪機內膨脹做功，使葉片帶動發電機轉子隨著轉動。發電機轉子繞組內通入直流電流后，便建立一個磁場，這個磁場稱主磁極，它隨著汽輪發電機轉子旋轉。其磁通自轉子的一個極出來，經過空氣隙、定子鐵芯、空氣隙、進入轉子另一個極構成回路。根據電磁感應定律，發電機磁極旋轉一周，主磁極的磁力線被裝在定子鐵芯內的U、V、W三相繞組(導線)依次切割，在定子繞組內感應的電動勢正好變化一次，亦即感應電動勢每秒鐘變化的次數，恰好等于磁極每秒鐘的旋轉次數。

　　汽輪發電機轉子具有一對磁極(即1個N極、一個S極)，轉子旋轉一周，定子繞組中的感應電動勢正好交變一次(假如發電機轉子為P對磁極時，轉子旋轉一周，定子繞組中感應電動勢交變P次)。當汽輪機以每分鐘3000轉旋轉時，發電機轉子每秒鐘要旋轉50周，磁極也要變化50次，那么在發電機定子繞組內感應電動勢也變化50次，這樣發電機轉子以每秒鐘50周的恒速旋轉，在定子三相繞組內感應出相位不同的三相交變電動勢，即頻率為50Hz的三相交變電動勢。這時若將發電機定子三相繞組引出線的末端(即中性點)連在一起。繞組的首端引出線與用電設備連接，就會有電流流過，這個過程即為汽輪機轉子輸入的機械能轉換為電能的過程。

　　按結構分，有單級汽輪機和多級汽輪機；各級裝在一個汽缸內的單缸汽輪機，和各級分裝在幾個汽缸內的多缸汽輪機；各級裝在一根軸上的單軸汽輪機，和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等。

　　按工作原理分，有蒸汽的主要在各級噴嘴(或靜葉)中單獨膨脹的沖動式汽輪機；蒸汽在靜葉和動葉中同時膨脹的反動式汽輪機；以及蒸汽在噴嘴中膨脹后的動能在幾列動葉上加以利用的速度級汽輪機。

　　按熱力特性分，有為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類型。凝汽式汽輪機排出的蒸汽流入凝汽器，排汽壓力低于大氣壓力，因此具有良好的熱力性能，是最為常用的一種汽輪機；供熱式汽輪機既提供動力驅動發電機或其他機械，又提供生產或生活用熱，具有較高的熱能利用率；背壓式汽輪機的排汽壓力大于大氣壓力的汽輪機；抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供熱的汽輪機；飽和蒸汽輪機是以飽和狀態的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機。

　　汽輪發電機是由蒸汽輪機或燃氣輪機推動的發電機。發電機主要由轉子與定子組成，由于汽輪機的轉速很高，故汽輪發電機的轉子是兩極的，額定轉速每分鐘3000轉，輸出50Hz的三相交流電。

　　為監視發電機定子繞組、鐵芯、軸承及冷卻器等各重要部位的運行溫度，在這些部位埋置了多只測溫元件，通過導線連接到溫度巡檢裝置，在運行中進行監控，并通過微機進行顯示和打印。

　　在發電機本體醒目的位置裝設有銘牌，標出發電機的主要技術參數，作為發電機運行的技術指標。

01汽輪發電機定子

　　發電機的定子由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋及軸承等部件組成。

　　1. 定子鐵芯

　　定子鐵芯是構成磁路并固定定子繞組的重要部件，通常由0.5mm或0.35mm厚，導磁性能良好的冷軋硅鋼片疊裝而成。大型汽輪發電機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圓的定子槽中，分三相布置，互成120°電角度，以保證轉子旋轉時在三相定子繞組中產生互成120°相位差的電動勢。每個槽內放有上下兩組絕緣導體(亦稱線棒)，每個線棒分為直線部分(置于鐵芯槽內)和兩個端接部分。直線部分是切割磁力線并產生感應電動勢的有效邊，端接部分起連接作用，把各線棒按一定的規律連接起來，構成發電機的定子繞組。中、小型發電機的定子線棒均為實心線棒。大型發電機由于散熱的需要，采用內部冷卻的線棒，即由若干實心線棒和可通水的空心線棒并聯組成。

　　3. 機座及端蓋

　　機座的作用是支撐和固定發電機定子。機座一般用鋼板焊接而成，應有足夠的強度和剛度，并能滿足通風散熱的要求。

　　端蓋的作用是將發電機本體的兩端封蓋起來，并與機座、定子鐵芯和轉子一起構成電機內部完整的通風系統。

02汽輪發電機轉子

　　發電機的轉子主要由轉子鐵芯、勵磁繞組(轉子線圈)、護環和風扇等組成，是汽輪發電機最重要的部件之一。由于汽輪發電機轉速高，轉子受到離心力很大，所以轉子都呈細長形，且制成隱極式的，以便更好地固定勵磁機組。

　　1. 轉子鐵芯

　　發電機轉子采用高強度、導磁性能良好的合金鋼加工而成。沿轉子鐵芯表面銑有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。未加工的部分通稱大齒，余稱小齒。大齒作為磁極的極身，是主要磁通回路。在大齒表面沿橫向銑出若干個圓弧形月牙槽，使大齒區域和小齒區域兩個方向的剛度相同。

　　2. 勵磁繞組

　　勵磁繞組為若干個線圈組成的同心式繞組。線圈用矩形扁銅線繞制而成。勵磁繞組放在槽內后，繞組的直線部分用槽楔壓緊，端部徑向固定采用護環，軸向固定采用云母塊和中心環。勵磁繞組的引出線經導電桿接到集電環(滑環)上再經電刷引出。

　　3. 護環和中心環

　　汽輪發電機轉速很高，勵磁繞組端部承受很大的離心力，所以要用護環和中心環來緊固。護環把勵磁繞組端部套緊，使繞組端部不發生徑向位移和變形；中心環用以支持護環并防止端部的軸向移動。

　　4. 集電環

　　集電環分為正、負兩個環，由堅硬耐磨的合金鍛鋼制成，裝于發電機的勵磁機端外側。兩個集電環分別通過引線接到勵磁繞組的兩端，并借電刷裝置引至直流電源。

　　5. 風扇

　　風扇裝于發電機轉子的兩端，用以加快氫氣在定子鐵芯和轉子部分的循環，提高冷卻效果。

　　近幾十年汽輪發電機的主要發展特點是：

　　1. 增大單機功率。增大單機功率不僅能迅速發展電力生產，還能降低單位功率投資成本，提高機組的熱經濟性，加快電站建設速度。

　　2. 提高蒸汽參數。提高蒸汽參數是提高熱效率的重要途徑，同時也能提高單機功率。

　　3. 普遍采用一次中間再熱。采用一次中間再熱之后，可有效降低低壓缸末級排氣濕度，為提高蒸汽出壓創造了條件，從而可提高機組內效率，熱效率和運行穩定性。

　　4. 采用燃氣-蒸汽聯合循環發電裝置，燃氣輪機和蒸汽輪機聯合工作的裝置，大大提高了裝置的熱效率，節省大量冷卻水，令投資相對較低，負荷適應性也較好。

　　5. 提高機組的運行水平，現代大型機組增設和改善了保護、報警和狀態檢測系統，有的還配備了智能化故障檢測系統，提高了機組運行、維護和檢修水平，增強了機組運行的可靠性，并保證了規定的設備使用壽命。