电机的另一种重要分类方式是按照所使用冷却介质的类型进行分类，这些介质包括水、空气和（或）氢气。电机发热的主要来源之一是直流或交流电流流过定子绕组和转子绕组时产生的电阻损耗，通常被称为I2R损耗，这是由于该损耗所产生的热量与电流的二次方和导体电阻的乘积成正比（几乎所有定子绕组的导体都是用铜制作，仅有时笼型转子绕组采用铝）。电机中还有其他三种发热来源：铁心损耗、风摩损耗和涡流损耗。所有这些损耗导致绕组温度上升。如果这些热量不被散出去，绕组绝缘将由于高温而劣化，甚至电机将会出现短路故障。本章参考文献[7]和[8]讨论了目前在用的旋转电机冷却类型的通用标准。
间接空气冷却 电动机及额定容量小于100MV·A的现代发电机，通常用不断流过定子和转子的空气流冷却。这种冷却方式被称作间接冷却，这是因为绕组导体有电气绝缘而不能与冷却空气直接接触。空气被从周围环境中连续不断地抽取到电机内部，也就是说，空气不是闭式循环流通的。这些电机被称作开启式电机。为防止微粒（尘土、煤灰、污染物等）以及潮气进入电机，可使用过滤器和间接通道抽取空气。这些开启式电机可作为气候防护（WP）型电机使用。
第二种获取冷却空气的方法是使电机完全密闭，并通过热交换器使内部空气循环流通。暴露在自然环境下的电动机和发电机需要采用这种方法。大型电机的闭式循环流通空气大都由一个空-水热交换器来冷却。小型的电动机使用金属散热片通过外部空气进行冷却，而大型电机则使用管型冷却器。为使内部空气循环流通，可以采用单独的鼓风电动机，或者在电动机轴上安装风扇鼓风。
尽管间接空气冷却方式比较陈旧，小型发电机仍然可能采用开启式通风的方法进行冷却，绝大多数的水轮发电机都采用循环空气冷却，而内部循环空气则使用空-水热交换器进行冷却。对于额定容量一直到几百兆瓦的汽轮发电机，循环空气冷却是现在最常见的冷却方式[9，10]。
氢气间接冷却 几乎所有的大型汽轮发电机都采用封闭循环氢气作为冷却气体。这是因为，氢气分子比空气更小、更轻，引起的风摩损耗更小，而且热交换效果更好。尽管采用氢气需要额外的支出，但在效率上获得的些许百分数的提高依然可能使成本效益占优。多大容量以上的发电机适合采用氢气冷却的分界线一直在不断变化，现在明确的倾向是额定容量大于300MV·A的电机继续保留氢气冷却，而在过去，小至50MV·A的蒸汽/燃气发电机有时也采用氢气冷却[9，10]。(www.xing528.com)
直接冷却绕组 如果绕组由空气或氢气流过绕组表面并穿过铁心进行冷却，导体内产生的热量必须首先通过绝缘散出，这种被称作间接冷却方式或传统意义上的冷却方式。大型发电机的定子绕组和转子绕组经常采用的是“直接”冷却。在直接冷却的绕组中，水或者氢气从导体内部或与导体紧邻的管道中流过。直接水冷定子绕组中，极纯净的水穿过空心铜股线或从与导体紧邻的不锈钢管中流过。因为冷却媒介直接与导体接触，故可以非常有效地带走由I2R损耗所产生的热量。而在间接冷却的电机中，由I2R损耗所产生的热量必须首先经覆盖在导体表面的电气绝缘传导出来，这些绝缘形成了明显的传热障碍。尽管氢气在传导热量方面没有水的效率高，但在直接氢冷绕组中，氢气如同水冷方式的设计那样，在空心的铜管或不锈钢管中流通。两种情形都需要采取特殊预防措施，以确保直接水冷或直接氢冷不会引起电气绝缘方面的问题（见第1.4.3和第8.16节）。近年来，中国的某些制造商试验了用氟利昂类型的液体直接冷却水轮发电机的定子[11]。使用这种类型冷却剂替代水的好处是，如果发生了泄漏，所产生的气体是良好的绝缘体，而水泄露则不然。水泄漏在直接水冷绕组中是一种重要的故障机制（见第8.16节）。
直接水冷的水轮发电机定子绕组适用于大于500MW的大型电机。没有采用直接氢冷的水轮发电机。在20世纪50年代，容量小至100～150MV·A的汽轮发电机也曾采用直接氢冷或直接水冷的定子冷却，而现代的汽轮发电机，容量超过200MV·A时，通常只采用直接冷却方式。
汽轮发电机转子绕组的直接冷却较为普遍，即只要有氢气作为冷却介质或是空气冷却且容量大于50MV·A，就采用直接冷却。除了ASEA公司制造的电机之外，仅在最大型的汽轮发电机或水轮发电机中采用直接水冷转子。
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