台電東部發電廠碧海機組豎軸佩爾頓式水輪發電機，發電機上机架移除後，可看見發電機中央的軸承、轉子，以及外圍的定子]]
水輪發電機又稱為水車發電機或水電發力機，為一種利用水輪機轉動帶動發電機轉子轉動而產生電力的一種發電機組。
介紹
水輪發電機通常會利用不同形式的水輪機與不同形式的發電機組成水輪發電機組，而水輪發電機的發電原理是透過水輪機內的動輪連結軸承到發電機的轉子上，再利用水自高處向低處水輪機沖下的位能轉換成動能來帶動動輪與發電機軸承上的轉子旋轉，轉子上的線圈在磁鐵的兩極間轉動。當線圈轉動時，轉子上的線圈與定子上的磁鐵發生磁場改變，以切線互相做功，因此產生感應電流，是運用「電磁感應」原理將動力所作的功利用切線方向的磁場轉換成電能的電力生產裝置。
構造
File:Bi-Hai_Power_Plant07.jpg|水車軸與發電機軸之間連結的中間軸，上部即為發電機，下部即為水輪機，東部發電廠碧海機組豎軸佩爾頓式水輪發電機。
File:P60115-Ching-Shui_Power_Plant05.jpg|飛輪，由於發電機運轉時，飛輪會隨軸承高速轉動，因此會加上柵欄防止異物入侵，東部發電廠清水機組橫軸佩爾頓式水輪發電機3號機。
通常水輪發電機組會由水輪機、軸承、飛輪、調速機、空氣冷卻系統、發電機所組成，發電機所製造出的電力，會透過集電環蒐集，經過主變壓器的變壓後，進入到開關廠，最後便進入到供電系統中的輸電線路。
類型
水輪發電機組透過發電機與水輪機之間不同的位置配置也有不同的形式，依軸承的位置可分為豎軸式水輪發電機，又稱為立式水輪發電機，另一種則是橫軸式水輪發電機，又稱為臥式水輪發電機。還有貫流式水輪發電機。
豎軸式水輪發電機
的豎軸法蘭西斯式水輪發電機]]
豎軸式水輪發電機其軸承為直立式的，水輪機會布置在發電機的下方，然後兩部裝置都會有軸承，分為水車軸與發電機軸，再利用兩部裝置軸承之間的中間軸將兩部裝置相互連結，即可透過水輪機帶動發電機。通常，豎軸式水輪發電機所應用的水頭環境較高，流量較大，其輸出的功率也比橫軸式機組較高。
貫流式水輪發電機
貫流式水輪發電機其主要由貫流式水輪機（又稱為橫流式水輪機或是奧斯伯杰式水輪機）來驅動發電機。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調動輪葉片的特殊軸流式水輪機型式。這種水輪機主要特徵是動輪軸線採取水平或傾斜配置,並與水輪機入水處與尾水出口水流方向皆為一致。貫流式水輪發電機具有結構緊湊,重量輕的特色，這種形式的水輪機大多廣泛應用於低水頭高度的水力發電廠。
水力發電廠中，會透過水力發電公式來計算預計裝設水輪發電機的環境適合哪一種類型的水輪發電機。一般狀況下，佩爾頓式水輪發電機理論水頭高度為，流量極小也能運轉，因此該型的水輪發電機不論流量多寡，多半都會安裝在高水頭的發電環境中，發電效率最高達200MW。法蘭西斯式水輪發電機理論水頭高度為為最常見的水輪機應用類型，發電效率最高達800MW。
參見
- 水輪機
- 發電機
- 法蘭西斯式水輪機
- 卡布蘭式水輪機
- 佩爾頓式水輪機
資料來源
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