发电电动机的结构方式和常规水轮发电机是相近的。早期使用的卧式组合式蓄能机组配有横轴的电动发电机，有名的一个实例是1964年在卢森堡投产的维也丹(Viander)卧式蓄能机组，其最大功率为115MVA。但近年的抽水蓄能机组更多地使用立式结构。
立式电机按推力轴承的位置可分为悬式和伞式两大类。推力轴承装在转子上方的称为悬式;装在转子下方的称为伞式;如转子上方还有一个导轴承的称为半伞式，如无此轴承的称为全伞式。抽水蓄能机组对于额定转速高于400-500r/min的多用悬式结构，而低于此转速的多数用半伞式或全伞式结构。
伞式机组的推力轴承可连同下导轴承装在电机的下机架上;另外为减小机组高度，也有的推力轴承装在水泵水轮机顶盖上。从结构的高度来看，悬式机组最大，半伞式其次，全伞式最小。悬式电机的总高度虽然最大，但其稳定性较好，推力轴承处于电机的顶部，此处轴已不传递任何扭矩，故轴径可比主轴径小些，这样可以减少轴承能量损耗。图1表示典型悬式电动发电机的主要部件，图2为不同结构的电动发电机高度的相对比较。
1、转子
电动发电机的转子和常规发电机是相像的，由转子支架、磁扼和磁极三部分组成。转子
支架的作用是为固定磁扼并在磁极与主轴之间传递扭矩;磁扼是电机磁路的组成部分;磁极上装有磁极绕组和阻尼绕组。
转子支架包括轮毅和轮辐。常规的轮毅是整体铸造的，运到现场与主轴热套成一体。轮辐有臂式和圆盘式两种结构形式。圆盘式支架一般运至现场后拼焊成整体，可逆式机组的旋转方向是双向的，不能装设常规的风扇叶片，故圆盘式轮辐要设计成合适的形状，可以在双向起扇风作用，臂式轮辐通常为装配式的。
2、转动部分
抽水蓄能机组的电机转子为适应高转速的要求(额定转速为500r/min的机组在飞逸时转速可能达到725 r/min),应该结构紧凑，在满足转动惯量的条件下具有最小的尺寸。在高速电机上开始使用实心轮幅，已不再豁要轮毅，而是由几段有较大厚度的环形轮幅通过长照栓连成整体，再与上下两根主轴联接。这样大大增强了转子体的整体性，更能防止转速快速变化时可能产生的变形。水电机组均使用刚性轴系，整个转动部分的固有频率应在第一临界转速之下一定的安全范围内。在满足水泵水轮机和电动发电机的结构要求下，轴承间的距离应缩至最小。在电机转子的上方装设一个导轴承对减轻机组振动是很有效的。
3、定子
定子机架是由钢板和型材焊接的结构，定子机架主要用于固定定子铁心，并将上机架所传来的下推力传到机墩上。定子机架必须要有相当的刚性，能够承受电磁力和热作用力，防止定子铁心出现过量的变形。在定子机架的下面经常放一块很厚实的底环，这样可以有效地减轻电气娜路时对于基础混凝土的剪切应力。
和常规水轮发电机一样，中大型电动发电机的定子都是分瓣运输到现场再组装成整体。一般情况下，定子铁心在工厂叠积井下好大部分线棒，只留下接合部分的线棒在工地上装配并焊接。电动发电机的运行条件恶劣，温度变化剧烈而频繁，为加强定子的整体性，增大定子刚度，近来常采取在现场叠积铁心和下线的工艺，实行无合缝装配。
4、推力轴承
同步电机(发电机或电动机)本身是可以向两个方向旋转的，同步电机本身完全适合抽水蓄能机组的需要，只有在推力轴承和风扇的设计上需作些特殊考虑。
推力轴承是支持立式电机和水泵水轮机转动部分和水推力的关键部件，由镜面推力头和推力轴瓦组成。常规水轮机的推力轴瓦是偏心支撑的，机组旋转以后轴瓦倾斜，在镜面板和轴瓦之间形成油楔而产生润滑作用。但可逆电机需要双向旋转，推力瓦只能做成对称支撑，故一般油膜较薄，润滑性能差，摩擦损耗大且散热困难，所以设计上要用比常规自调整式轴瓦数目多一倍的轴瓦。
可逆式电动发电机因为运行条件变化特别频繁，推力轴承(包括导轴承)的设计也要求比常规发电机更为严格。
5、通风冷却系统
（1）滋轭径向通风和强制通风冷却
电动发电机或利用转子本身的扇风作用，或靠做成适当形状的转子支臂和磁轭来起扇风作用，将冷空气从转子两端吸入，沿转子磁轭的通风槽在离心力的作用下通过磁极的空间来冷却励磁绕组和定子线圈及铁心，热空气经定子外部冷却器冷却后循环流通。
当高速机组转子的高度达到一定程度后，径向通风已不能保证沿铁心高度方向均匀冷却，有的电机在转子磁轭高度的中部留出1或2个间隔(相当于1个特别宽的通风槽)，其中安放通风叶片，用以加强中段的散热。
（2）直接水冷却
对于大容量电机，为进一步加强水冷却的效果，可以将电机绕组做成空心的，使冷却水从中通过将热量带走。如果定子绕组使用水冷而转子绕组仍为风冷称为半水内冷;如果定子和转子绕组都为水冷则称为全水内冷，或双水内冷。
在汽轮发电机上使用过双水内冷结构，但水内冷的工艺要求很高，水轮发电机的线棒数目比汽轮发电机更多，因此有大量复杂的接头，运行时发生漏水的可能性增加。为保证运行的可靠性，在水电机组上多数场合只使用半水内冷，即只用水冷却定子绕组，转子绕组仍用空气冷却。用水冷却方式还牵涉到复杂的水处理过程，这种设备在电站厂房内要占不小空间。
（3）蒸发冷却系统
蒸发冷却是采用氟里昂或其他沸点低的特种液体作为内冷介质，利用其蒸发热带走电机绕组热量，保持绕组温度在低温沸点附近，蒸发后的气体再经水冷却后回复为液态返回循环。由于这种介质是绝缘的，少量渗漏不会影响电机的安全运行，故能提高电机的运行率(可用率)。
