עקרון העבודה של מחולל AC:
כאשר פיתול העירור מופעלת על ידי המברשת החשמלית במעגל החיצוני, נוצר שדה מגנטי, הגורם לקוטב הטופר להתמגנט לקוטבי N ו-S. כאשר הרוטור מסתובב, השטף המגנטי משתנה לסירוגין בפיתול הסטטור. על פי עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית, נוצר כוח אלקטרו-מוטיבי לסירוגין בפיתול התלת-פאזי של הסטטור. זהו עקרון ייצור החשמל של מחולל AC.
רוטור הגנרטור הסינכרוני עם עירור DC מונע על ידי המניע הראשי (כלומר מנוע) להסתובב במהירות של n (סל"ד), ופיתול הסטטור התלת פאזי משרה פוטנציאל AC. אם פיתול הסטטור מחובר לעומס חשמלי, למנוע יהיה פלט מתח AC, אשר יומר להספק DC דרך גשר המיישר בתוך הגנרטור ויציאה ממסוף המוצא.
מחולל AC מחולק לשני חלקים: פיתול הסטטור ופיתול הרוטור. פיתול הסטטור התלת-פאזי מפוזר על גבי הבית לפי הפרש זווית חשמלי של 120 מעלות זה מזה, ופיתול הרוטור מורכב משני ציפורני מוט. כאשר פיתול הרוטור מתרגש בזרם ישר, שני טפרי הקוטב יוצרים את הקטבים N ו-S. קווי השדה המגנטי מתחילים מהקוטב N, נכנסים לליבת הסטטור דרך מרווח האוויר, ואז חוזרים לקוטב ה-S הסמוך. ברגע שהרוטור יסתובב, פיתול הרוטור יחתוך את קווי השדה המגנטי, וייצור כוח אלקטרו-מוטיב סינוס עם הבדל של 120 מעלות של זווית מעלות חשמלית בפיתול הסטטור, כלומר מתח AC תלת-פאזי, אשר הופך לאחר מכן ל-DC פלט הספק דרך רכיבי מיישר המורכבים מדיודות.
כאשר המתג סגור, הסוללה תחילה מספקת זרם. המעגל הוא:
קוטב חיובי של הסוללה ← נורית חיווי טעינה ← מגע ווסת ← פיתול עירור ← הארקה ← קוטב שלילי של הסוללה. בשלב זה, נורית חיווי הטעינה תידלק עקב הזרם העובר דרכה.
תרשים סכמטי של גנרטור רכב
אך לאחר התנעת המנוע, ככל שמהירות הגנרטור עולה, גם המתח המסוף של הגנרטור ממשיך לעלות. כאשר מתח המוצא של הגנרטור שווה למתח הסוללה, הפוטנציאל במסופי "B" ו-"D" של הגנרטור שווה. בשלב זה, נורית חיווי הטעינה כבה עקב הפרש הפוטנציאל האפס בין שני הטרמינלים. ציין שהגנרטור פועל כרגיל וזרם העירור מסופק על ידי הגנרטור עצמו. הכוח האלקטרו-מנועי AC תלת-פאזי שנוצר על ידי הפיתול התלת-פאזי בגנרטור מתוקן על ידי דיודות ומוציא מתח DC כדי לספק כוח לעומס ולטעון את הסוללה.