1、空气冷却
冷空气经风扇送入电机后，一部分吹拂转子绕组端部，另一部分进入定子、转子之间的气隙，再有一部分吹拂定子绕组和铁心。这三部分空气分别吸取了一定热量变为热空气，在气隙处汇合后，一同经铁心的风道排出电机，进入冷却器进行冷却。被冷却后的空气再用风扇送入电机内循环使用。
2、氢气冷却
氢气的散热性能要比空气高得多。容量在50~600MW的汽轮发电机中，广泛应用氢气为冷却介质。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，并通过设置在定子机座顶部汽励两端的氢气冷却器冷却后循环使用。
3、水冷却
水的散热能力远远高于空气和氢气，因此近年来大、中型同步发电机广泛采用水为冷却介质。有的电机定子采用水内冷，转子采用氢冷。有的采用定子、转子双水内冷。
定子水路系统是冷水从外部水系统通过管道流至装在定子机座上的进水环，再分别经绝缘管流入各个线圈，吸收热量后再经绝缘水管汇总到装在机座上的出水环，然后排入电机的外部水系统进行冷却。
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