ут і далі мова йде про гідрогенераторах, що встановлюються на ГЕС, то далі скористаємося лише терміном «генератор» , за винятком випадків, коли потрібна зіставити їх з турбогенераторами). Генератор складається з нерухомої частини - статора, що включає в себе корпус і сердечник з обмоткою, а також обертового ротора, у складі якого: остов, спиці, обід і полюса.
Сердечник статора (активне залізо) має пази, в які покладена обмотка статора (витки провідників, з'єднані за спеціальною схемою).
На зовнішній стороні обода ротора прикріплені полюси ротора, що складаються з осердя, полюсного наконечника і полюсной котушки. Котушки полюсів з'єднані між собою і утворюють обмотку збудження. У цю обмотку подається постійний струм - струм збудження генератора. При обтіканні струмом на кожній парі котушок утворюється постійне електромагнітне поле з північним і південним полюсом, як у звичайних магнітів.
Сердечник статора разом з полюсами ротора утворюють магнітну систему генератора, в якій основний магнітний потік, замикаючись в магнітного ланцюга, проходить ряд ділянок: повітряний зазор, Зубцову шар статора, Зубцову шар ротора, полюс ротора, спинку статора і спинку ротора (обід).
Частота обертання гідрогенераторів істотно менше, ніж турбогенераторів, тому для отримання змінного струму промислової частоти 50 Гц в гідрогенераторів потрібна велика кількість полюсів. Ротори гідрогенераторів мають явнополюсную конструкцію, тому гідрогенератори називають явнополюснимі синхронними машинами. Всі полюси ротора закріплені на його ободі, що є також і ярмом (неактивна частина муздрамтеатру) магнітної системи, в якому замикаються потоки полюсів.
Обертання генераторів прийнято за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на вертикальний агрегат зверху.
Під впливом обертального моменту турбіни ротор генератора також обертається з тією ж частотою. При цьому в обмотці статора відповідно до явищем електромагнітної індукції наводиться ЕДС.В процесі обертання ротора його магнітне поле обертаючись з зазначеної вище частотою перетинає кожен з провідників обмотки статора поперемінно то північним магнітним полюсом, то південним магнітним полюсом. При цьому кожна зміна полюсів супроводжується зміною напрямку ЕРС в обмотці статора. Таким чином, в обмотці статора синхронного генератора наводять змінна ЕРС, а тому струм статора і струм у навантаженні також змінний. У трифазній обмотці змінні ЕРС однакові за значенням, зрушені по фазі відносно один одного на 73 періоду (120 ел. Град.) І утворюють трифазну симетричну систему ЕРС.
З підключенням навантаження в фазах обмотки статора, охоплюють А, В і С (фази позначаються і забарвленням - відповідно: жовта, зелена, червона), з'являться струми статора. При цьому трифазна обмотка статора створює обертове магнітне поле. Частота обертання цього поля дорівнює частоті синхронного генератора.
Таким чином, в синхронному генераторі поле статора і ротор обертаються синхронно (точно збігаються за часом), звідси і назва - синхронні машини.
У процесі роботи навантаженого синхронного генератора в ньому одночасно діє МДС збудження, посилюючи або послаблюючи поле збудження або спотворюючи його форму.
Вплив МДС обмотки статора (якоря) на МДС обмотки збудження називається реакцією якоря.
Реакція якоря впливає на робочі властивості синхронного генератора, оскільки зміна магнітного поля в машині супроводжується зміною ЕРС, наведеної в обмотці статора, а отже зміною і ряду інших величин, пов'язаних з цією ЕРС. Вплив реакції якоря на роботу генератора залежить від значення і характеру навантаження. Генератори, як правило, працюють на змішану навантаження (активно-індуктивну або активно-ємнісну).
Напруга на виводах генератора, що працює з навантаженням, відрізняється від напруги цього генератора в режимі холостого ходу (порушеної генератора, відключеного від навантаження). Це пояснюється впливом ряду причин: реакцією якоря, магнітним потоком розсіювання, падінням напруги в активному опорі обмотки статора.
Генератор може працювати в режимі синхронного компенсатора (СК) з метою регулювання реактивної потужності в енергосистемі (див. нижче). У цьому режимі для компенсації зсуву фаз між струмом і напругою і регулювання напруги в ЛЕП генератор переводиться в руховий режим, виробляючи (при збудження ротора) або споживаючи (при недовозбужденіем) реактивну потужність. По розташуванню валу генератори підрозділяються на вертикальні і горизонтальні.
Горизонтальні генератори застосовуються в основному в компоновці з ковшовими турбінами, з великими оборотними турбінонасосамі на ГАЕС і в капсульних агрегатах з поворотно-лопатевими турбінами низьконапірних ГЕС.
