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汽轮发电机的工作原理是基于电磁感应原理，将机械能转换成电能。具体过程如下：
由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，推动汽轮机叶片转动。
汽轮机叶片的转动带动发电机转子旋转。
发电机转子绕组内通入直流电流后，建立转子磁场，即主磁场。主磁场随着汽轮发电机转子旋转，磁通自转子的一个磁极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙，再进入转子另一个相邻磁极，从而构成主磁通回路。
由于发电机转子随着汽轮机转动，发电机磁极旋转一周时，主磁极的磁力线被装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组（导线）依次切割。根据电磁感应定律，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势，从而产生电流。
特点包含：
汽轮发电机是同步发电机的一种，由汽轮机作原动机拖动转子旋转。
汽轮发电机的转速通常为3000转/分（频率为50赫兹）或3600转/分（频率为60赫兹）。
高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风磨耗，转子直径一般较小，长度较大（即细长转子）。这种细长转子使大型高速汽轮发电机的转子尺寸受到限制。
汽轮发电机主要运用于火力发电厂或核能发电厂。
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