Jeneratör setinin çalışma prensibi elektromanyetik indüksiyon kanununa ve enerji dönüşümü prensibine dayanmaktadır. Temeli, jeneratör rotorunun mekanik enerji kullanarak dönmesini sağlamak, stator sargılarında indüklenmiş bir elektromotor kuvveti oluşturmak ve böylece elektrik enerjisi üretmektir. Bu süreç dört ana aşamaya ayrılabilir: enerji girişi, mekanik iletim, elektromanyetik indüksiyon ve elektrik enerjisi çıkışı.
Enerji Giriş Aşaması Bir jeneratör setinin enerji kaynağı genellikle fosil yakıtlar (dizel, doğal gaz) veya yenilenebilir enerji kaynaklarıdır (rüzgar enerjisi, hidroelektrik). Örnek olarak bir dizel jeneratör setini ele alırsak, dizel yakıt silindirdeki havayla karıştırılır, sıkıştırılır ve ateşlenir, böylece pistonu ileri geri doğrusal hareketle hareket ettiren yüksek-sıcaklık, yüksek-basınçlı gaz üretilir. Bu doğrusal hareket daha sonra biyel mekanizması aracılığıyla krank milinin dönme hareketine dönüştürülür. Bu süreçte yakıtın kimyasal enerjisi, yanma yoluyla ısı enerjisine, ardından mekanik yapı aracılığıyla mekanik enerjiye dönüştürülerek daha sonraki elektrik üretimi için güç sağlanır.
Mekanik Transmisyon Aşaması Krank milinin dönme hareketi, jeneratör rotorunu bir kaplin aracılığıyla doğrudan tahrik eder. Rotor genellikle işlevi manyetik alan oluşturmak olan kalıcı mıknatıslardan veya elektromıknatıslardan oluşur. Senkron bir jeneratörde, rotor manyetik alanı stator sargılarına göre dönerek manyetik akıda bir değişiklik yaratır; Asenkron bir jeneratörde rotor, indüklenen akım yoluyla bir manyetik alan üretir. Mekanik aktarma sisteminin verimliliği jeneratör setinin genel performansını doğrudan etkiler. Bu nedenle enerji kaybını azaltmak için kaplinin hassas hizalanması ve düzgün iletimin sağlanması gerekir.
Elektromanyetik İndüksiyon Aşaması Rotor manyetik alanı stator sargılarını kestiğinde, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre stator sargılarında indüklenmiş bir elektromotor kuvvet (EMF) oluşturulur. Stator sargıları genellikle simetrik üç-fazlı alternatif akım üretmek için üç-fazlı bir sargı yapısını benimser. İndüklenen EMF'nin büyüklüğü, manyetik alan kuvveti, rotor hızı ve sargı dönüş sayısı ile orantılıdır. Örneğin, 50Hz'lik bir elektrik şebekesinde, senkron bir jeneratörün rotor hızının, kararlı çıkış frekansı sağlamak için 3000 rpm'de (iki-kutuplu jeneratör) veya 1500 rpm'de (dört-kutuplu jeneratör) hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Güç Çıkış Aşaması Stator sargıları tarafından üretilen alternatif akım, kayar halkalar ve fırçalar aracılığıyla dışarı çıkarılır. Voltaj regülatörü çıkış voltajını stabilize ettikten sonra bir devre kesici aracılığıyla yüke veya elektrik şebekesine bağlanır. Voltaj regülatörü, yük değişiklikleri altında rotor uyarma akımını sabit tutacak şekilde ayarlayarak çıkış voltajını kontrol eder. Örneğin, yükteki bir artış voltaj düşüşüne neden olduğunda, regülatör uyarma akımını arttırır, rotor manyetik alanını güçlendirir ve böylece çıkış voltajını arttırır.