水轮发电机有一个重要的部件，叫空气冷却器，其主要作用就是将定子产生热量带出去，使定子温度保持在合理的范围内，有时空气冷却器中还会通入冷却水来提高冷却效果。
那么水轮发电机运行时为什么会发热呢？卧式水轮发电机组从能量守恒的角度来说，若不发生损耗，水轮发电机所发出的电能等于水轮机所产生的机械能，即发电机的效率为100%。
但是水轮发电机的实际运行过程中，不可能全部变成电功率输出，在水轮发电机的内部总有一部分损耗，因为能量守恒定律的存在，这些损耗的能量不是消失了，而是转换为其他形式的能量，这就是热能，表现为发电机发热，这就是水轮发电机运行时发热的原因。
发电机运行中的损耗主要损耗有铁损耗、铜损耗、机械损耗及附加损耗 4 部分，可使水轮发电机效率降低1%～2%，对一台100MW 的水轮发电机，就意味着损失 1000~2000kW 的功率。
(1）铁损耗是指定子铁芯中的磁滞损失和涡流损失。
当发电机的绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称为“涡流”，所以，为了降低铁损，我们一般将铁芯用绝缘的硅钢片叠加而成，使得“涡流”只能在单块硅钢片内流动，减小损耗。
（2）铜损耗包括定子绕组和励磁绕组中有电流时产生的功率损耗。
因为定子绕组和励磁绕组本身是一个导体，也存在电阻，在有电流流过绕组后，也会产生损耗，最后以热量的形式散发出去。
(3）机械损耗包括轴承及电刷的摩擦损耗和通风及风摩损耗；虽然发电机的轴承采取了润滑等措施，但是接触摩擦总会产生损耗，最后以热量的方式散发出去；电刷摩擦的损耗和风魔损耗也一样，最后都以热量的方式散发了。
(4）附加损耗主要包括定子绕组中电流的集肤效应产生的附加铜损耗、齿和槽所引起的脉动损耗，高次谐波磁通在定子、转子表面产生的铁损耗等。
以上发电机运行中所产生的损耗就是发电机运行发热的原因，为了减小发电机运行中的损耗，通常会在发电机中采用部分措施，比如上面提到的采用绝缘的硅钢片叠加来减小铁损、采用电阻率小的铜作为线圈材料来降低铜损、采用润滑的方式来降低摩擦带来的损耗等。
但是这些损耗不能完全消除，发电机还是会产生热量，为了使发电机健康运行，不发生因为过热而导致的绝缘击穿等事故，通常会对发电机采取冷却的措施。
