水輪機(jī)是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，它屬于流體機(jī)械中的透平機(jī)械。早在公元前100年前后，中國就出現(xiàn)了水輪機(jī)的雛形——水輪，用于提灌和驅(qū)動(dòng)糧食加工器械?，F(xiàn)代水輪機(jī)則大多數(shù)安裝在水電站模型內(nèi)，用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在水電站中，上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī)，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作完功的水則通過尾水管道排向下游。
      水頭越高、流量越大，水輪機(jī)的輸出功率也就越大。我用具有勢(shì)能或動(dòng)能的水沖洗渦輪，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。如果我們把發(fā)電機(jī)連接到渦輪機(jī)上，發(fā)電機(jī)就可以開始發(fā)電了。如果我們提高水位來沖洗渦輪機(jī)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)渦輪機(jī)的速度增加了。因此，水位差越大，水輪機(jī)動(dòng)能越大，可轉(zhuǎn)換的電能越高。這是水電的基本原理

能量轉(zhuǎn)換的過程是：上游水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為水流的動(dòng)能，水流通過汽輪機(jī)時(shí)動(dòng)能傳遞給汽輪機(jī)，渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。因此，它是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

由于水電站的自然條件不同，水輪發(fā)電機(jī)組的容量和速度差別很大。一般來說，小型水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速水輪機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu)，而大中速水輪機(jī)多采用立式結(jié)構(gòu)；見圖41；。由于大多數(shù)水電站距離城市較遠(yuǎn)，通常需要通過長(zhǎng)輸電線向負(fù)荷供電。因此，電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求：電機(jī)參數(shù)需要慎重選擇；電力系統(tǒng)模型需要保證水輪發(fā)電機(jī)模型的運(yùn)行穩(wěn)定性；轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量非常重要。因此，水輪發(fā)電機(jī)模型的外觀不同于汽輪發(fā)電機(jī)模型。它的轉(zhuǎn)子直徑大，長(zhǎng)度短。除一般發(fā)電外，特別適用于調(diào)峰機(jī)組和應(yīng)急備用機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組的最大容量已經(jīng)達(dá)到70萬千瓦

至于發(fā)電機(jī)的工作原理，高中物理很清楚，它的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原理是：利用適當(dāng)?shù)拇判院蛯?dǎo)電性材料形成磁路和相互電磁感應(yīng)的電路，從而產(chǎn)生電磁能，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。