當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時，便產生磁風力發電機場，使爪極被磁化為N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產生交變的感應電動勢。這就是交流發電機的發電原理。
由原動機（即發動機）拖動直流勵磁的同步發電機轉子，以轉速n(rpm)旋轉，三相定子繞阻便感應交充電控制器流電勢。定子繞阻若接入用電負載，電機就有交流電能輸出，經過發電機內部的整流橋將交流電轉換成直流電從輸出端子輸出。
交流發電機分為定子繞組和轉子繞組兩部分，三相定子繞組按照彼此相差120度電角度分布在殼體上，轉子繞組由兩塊極爪組成。當轉子繞組接通直流電時即被勵 磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發，透過空氣間隙進入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉子一旦旋轉，轉子繞組就會切割磁力線，在定子繞組中產生互 差120度電度角的正弦電動勢，即三相交流電，再經由二極管組成的整流元件變為直流電輸出。
當開關閉合後，首先由蓄電池提供電流。電路為：
蓄電池正極→充電指示燈→調節器觸點→勵磁繞阻→搭鐵→蓄電池負極。此時，充電指示燈由於有電流通過，所以燈會亮。
但發動機起動後，隨著發電機轉速提高，發電機的端電壓也不斷升高。當發電機的輸出電壓與蓄電池電壓相等時，發電機“B”端和“D”端的電位相等，此時，充電指示燈由於兩端電位差為零而熄滅。指示發電機已經正常工作，勵磁電流由發電機自己供給。發電機中三相繞阻所產生的三相水力發電機交流電動勢經二極管整流後，輸出直流電，向負載供電，並向蓄電池充電。