既可以水輪機為原動機作發電機使用，又可作為電動機使用的電機設備。用於抽水蓄能電站。最老式的抽水蓄能電站機組為四機式（電動機－發電機-水輪機-水泵），後來發展為三機式機組和二機式可逆機組。
分類 水輪發電電動機按主軸位置分為臥式（燈泡式）和立式兩種。因機械設備種類不同和配置方式不同，可組成不同類型的抽水蓄能機組：水輪機-發電電動機-水泵（臥式）及水泵-水輪機-發電電動機（立式）組合合，稱為三機式機組；水泵水輪機－發電電動機組合稱為二機式可逆機組。
結構及其特點 水輪發電電動機的主體結構與水輪發電機基本相同。由於它既作發電機（正轉時）又作電動機（反轉時）運行，因此，在結構上有相應的特點：①蓄能電站在電網中主要起調峰填谷作用，機組起動停止很頻繁。發電電動機的結構必須充分考慮其反復出現的離心力，對結構材料造成疲勞和定子、轉子繞組上的熱變化和熱膨脹，定子常采用熱彈性絕緣；②可逆式發電電動機用常規水輪發電機轉子上的風扇不能滿足散熱降溫的要求，對大容量高轉速的機組一般采用外設風扇；③推力軸承和導軸承在正反旋轉時，油膜都不能破壞；④結構與起動方式有密切關系，用起動電動機則在同軸上裝有專用電動機，如需改變發電電動機轉速時，除改變電源相位外，還需將定子繞組改接和將轉子換極。
發展趨勢 ①隨著水泵水輪機制造技術的發展，發電電動機的轉速和容量也在增大，向大容量高轉速發展。世界上裝有大容量、高轉速發電電動機的已建蓄能電站有英國的迪諾威克抽水蓄能電站（33萬kVA、500r/min）等。②采用雙水內冷發電電動機，定子線圈、轉子線圈及定子鐵芯用離子水直接內冷方式可提高發電電動機的制造界限。美國拉孔山抽水蓄能電站的發電電動機（42.5萬kVA、300r/min），也采用雙水內冷。③磁推力軸承的應用。隨著發電電動機容量增大轉速增高，機組的推力負荷及起動轉矩也在增加。用瞭磁推力軸承後，推力負荷由於加上瞭與重力反方向的磁吸引力，從而減少瞭推力軸承的荷載，減小瞭軸面阻力損失，降低瞭軸承溫度和提高瞭機組效率，起動阻力矩也減小。韓國的桑朗京抽水蓄能電站的發電電動機（33.5萬kVA、300r/min）即采用磁推力軸承。