水力发电机（水轮机）的原理是通过水的能量转换实现机械能到电能的转化，具体过程如下：

一、能量转换核心原理

势能转化为动能

水力发电的基础是水的势能（主要来自水位落差）转化为动能。通过引水系统（如大坝、引水渠等）将水从高处引导至低处，利用重力势能推动水轮机转轮旋转。

动能转化为机械能

水流冲击水轮机转轮，使转轮旋转。转轮与水轮机叶片共同构成能量转换系统，水流的动能通过叶片作用传递给转轮，完成动能到机械能的转换。

机械能转化为电能

转轮通过主轴与发电机转子相连，带动发电机转子旋转。转子切割定子磁场，根据电磁感应原理，在定子线圈中产生感应电动势，最终形成交流电。

二、关键组件与作用

水轮机：

核心部件，将水流动能转化为机械能。根据水流作用方式不同，分为冲击式（如水锤式、混流式）和反击式（如轴流式、水锤式）两类。

发电机：通过电磁感应原理将机械能转化为电能。现代水力发电机多为同步发电机，需保持转速稳定。

主轴与密封：主轴传递转轮与发电机之间的动力，密封防止漏水，确保设备稳定运行。

三、补充说明

能量循环与调节：在抽水蓄能电站中，低水位水通过泵站提升至高处储存势能，高峰期释放能量发电，实现电网负荷调节。

历史发展：水力发电技术自19世纪末发展至今，单机容量从1.5万kW增长至百万千瓦级，效率不断提高。

通过上述过程，水力发电机实现了清洁、可再生的电能生产，是现代电力系统的重要基础。