Het werkingsprincipe van een generatorset is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie en het principe van energieconversie. De kern ervan is om de rotor van de generator te laten draaien met behulp van mechanische energie, waardoor een geïnduceerde elektromotorische kracht in de statorwikkelingen wordt gegenereerd, waardoor elektrische energie wordt afgegeven. Dit proces kan worden onderverdeeld in vier belangrijke fasen: energie-input, mechanische transmissie, elektromagnetische inductie en elektrische energie-output.
Energie-inputfase De energiebron voor een generatorset bestaat doorgaans uit fossiele brandstoffen (diesel, aardgas) of hernieuwbare energiebronnen (windenergie, waterkracht). Als we bijvoorbeeld een dieselgeneratorset nemen, wordt dieselbrandstof in de cilinder gemengd met lucht, gecomprimeerd en ontstoken, waarbij gas onder hoge- temperatuur en hoge- druk wordt geproduceerd dat de zuiger in een heen en weer gaande lineaire beweging aandrijft. Deze lineaire beweging wordt vervolgens via een drijfstangmechanisme omgezet in de roterende beweging van de krukas. Bij dit proces wordt de chemische energie van de brandstof door verbranding omgezet in warmte-energie en vervolgens via de mechanische structuur in mechanische energie, waardoor stroom wordt geleverd voor de daaropvolgende energieopwekking.
Mechanische transmissietrap De roterende beweging van de krukas drijft de generatorrotor rechtstreeks aan via een koppeling. De rotor bestaat meestal uit permanente magneten of elektromagneten, die tot taak hebben een magnetisch veld tot stand te brengen. In een synchrone generator roteert het magnetische veld van de rotor ten opzichte van de statorwikkelingen, waardoor een verandering in de magnetische flux ontstaat; in een asynchrone generator genereert de rotor een magnetisch veld door middel van geïnduceerde stroom. De efficiëntie van het mechanische transmissiesysteem heeft rechtstreeks invloed op de algehele prestaties van de generatorset. Daarom is het noodzakelijk om te zorgen voor een nauwkeurige uitlijning van de koppeling en een soepele transmissie om energieverlies te verminderen.
Elektromagnetische inductiefase Wanneer het magnetische veld van de rotor de statorwikkelingen doorsnijdt, wordt er een geïnduceerde elektromotorische kracht (EMF) gegenereerd in de statorwikkelingen volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie. De statorwikkelingen gebruiken doorgaans een drie--fasenwikkelingsstructuur om symmetrische drie--wisselstroom te genereren. De omvang van de geïnduceerde EMF is evenredig met de magnetische veldsterkte, de rotorsnelheid en het aantal windingen. In een elektriciteitsnet van 50 Hz moet de rotorsnelheid van een synchrone generator bijvoorbeeld nauwkeurig worden geregeld op 3000 tpm (twee-polige generator) of 1500 tpm (vier-polige generator) om een stabiele uitgangsfrequentie te garanderen.
Vermogensuitgangstrap De door de statorwikkelingen gegenereerde wisselstroom wordt via sleepringen en borstels naar buiten geleid. Nadat de spanningsregelaar de uitgangsspanning heeft gestabiliseerd, wordt deze via een stroomonderbreker op de belasting of het elektriciteitsnet aangesloten. De spanningsregelaar regelt de uitgangsspanning door de rotorbekrachtigingsstroom aan te passen om deze constant te houden onder belastingsveranderingen. Wanneer een toename van de belasting bijvoorbeeld een spanningsval veroorzaakt, verhoogt de regelaar de bekrachtigingsstroom, versterkt het magnetische veld van de rotor en verhoogt daarmee de uitgangsspanning.