Máy phát điện tạo ra điện thông qua nguyên lý cơ bản của cảm ứng điện từ, trong đó từ trường thay đổi tạo ra dòng điện trong dây dẫn. Quá trình này diễn ra thông qua các tương tác được sắp xếp cẩn thận giữa các thành phần cơ học và điện trong cụm máy phát điện.
Quá trình chuyển đổi năng lượng bắt đầu khi vòng quay của động cơ được truyền đến máy phát điện thông qua dây curoa hình rắn, thường quay rôto với tốc độ gấp 2-3 lần tốc độ trục khuỷu. Rôto bao gồm một cuộn dây quấn quanh lõi sắt, trở thành nam châm điện khi dòng điện chạy qua (gọi là dòng điện kích thích). Từ trường quay này quét qua các cuộn dây stato tĩnh, tạo ra dòng điện xoay chiều thông qua Định luật cảm ứng của Faraday.
Stato chứa ba bộ cuộn dây được sắp xếp cách nhau 120 độ, tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha. Cấu hình này mang lại một số lợi thế: công suất đầu ra mượt mà hơn, hiệu suất tốt hơn và khả năng tạo ra dòng điện hữu ích ngay cả ở tốc độ quay tương đối thấp. Đầu ra AC ba pha giống như một loạt các sóng sin chồng chéo cung cấp khả năng cung cấp điện nhất quán hơn so với các hệ thống một pha.
Chuyển đổi sang dòng điện một chiều xảy ra trong cầu chỉnh lưu, có sáu điốt được sắp xếp để lật các phần âm của dạng sóng AC thành dương. Chỉnh lưu toàn sóng này tạo ra DC xung được làm mịn bằng điện dung vốn có của pin và độ tự cảm của hệ thống điện. Nguồn điện DC thu được cung cấp nhu cầu điện của xe đồng thời sạc pin.
Điều chỉnh điện áp hoàn tất quá trình thông qua việc theo dõi và điều chỉnh liên tục dòng điện từ trường của rôto. Bộ điều chỉnh điện áp so sánh điện áp hệ thống với giá trị tham chiếu và điều chỉnh cường độ từ trường cho phù hợp, duy trì đầu ra ổn định bất chấp tốc độ động cơ và tải điện thay đổi. Bộ điều chỉnh hiện đại sử dụng điều chế độ rộng xung để kiểm soát chính xác và thường kết hợp bù nhiệt độ để tối ưu hóa quá trình sạc trong nhiều điều kiện khác nhau.
