交流同步发电机的工作过程可以简单看作为取消直流发电机中的换向器装置后的工作过程，即在发电机转子绕组旋转过程中无换向过程，电流输出方向发生变化的过程。

另外，在交流同步发电机中，并不是由转子绕组做切割磁感线运动，而是由转子产生旋转的磁场（励磁装置为励磁绕组通入电流），使定子绕组做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，并通过接线端子引出。

交流同步发电机根据定子绕组输出相数，可以设计成产生单相或多相交流电压的发电机。为产生单相、两相和三相交流电压的基本设置。

单相交流发电机工作原理示意图。磁铁旋转后，在两个定子绕组A、B中产生正弦波交流电动势e。将产生电动势的电源称为相，这种发电机使用由单相和两根电线供给的交流，称为单相交流，这种配电方式称为单相二线制。

在该类发电机中，定子槽内放置着3个结构相同的定子绕组AX、BY、CZ，其中A、B、C称为绕组的始端，X、Y、Z称为绕组的末端，这些绕组在空间互隔120°。转子磁场在空间按正弦规律分布，当转子由原动机带动以角速度ω等速顺时针方向旋转时，在3个定子绕组中就产生频率相同、幅值相等、相位上互差120°的3个正弦电动势，这样就形成了对称三相电动势。