水轮发电机的工作原理主要涉及将水流的动能转化为机械能，再将机械能转化为电能的过程。具体步骤如下：
水流驱动
水流通过水轮机的水导装置（包括水闸、引水渠和水轮机进水口）进入水轮机，水流对水轮机转子的叶片产生冲击力，将水的动能转化为机械能，使转子开始旋转。
机械能传递
转子的旋转通过轴传递到发电机，使发电机内部的转子跟着旋转。
电磁感应
发电机转子上的线圈在旋转过程中切割定子中的磁力线，根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时会在两端产生电势差，即感应电动势。
电能生成与输出
感应电动势在发电机中输出后，经过变压器升压为输电系统所需的高电压，最终通过输电线路传输到用户端，并由配电系统供给用户使用。
此外，水轮发电机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类：
冲击式水轮机：转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换。
反击式水轮机：转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。
这些不同类型的水轮发电机根据具体应用需求和条件选择使用，以达到最佳的水能转换效率。