上柴發(fā)電機組的基本工作原理與低壓發(fā)電機組相同。一般是柴油機帶動同步發(fā)電機一起工作，在附屬裝置和控制器的配合下發(fā)電。低壓發(fā)電機組的輸出功率在十到幾千伏安以上，而高壓發(fā)電機組的輸出功率在一千伏安以上。也有少數(shù)高壓發(fā)電機組使用燃氣輪機驅(qū)動同步發(fā)電機。然而，無論用于驅(qū)動機器的發(fā)動機類型如何，其主軸速度都應設置為1500轉(zhuǎn)/分。這是為了保證三相同步發(fā)電機按照國家規(guī)定每秒能產(chǎn)生50 Hz交流電。

同步上柴發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的繞組線圈經(jīng)過DC后會產(chǎn)生DC轉(zhuǎn)子磁場，其強度用磁通φ表示。當轉(zhuǎn)子被發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子的磁場會在旋轉(zhuǎn)過程中切斷嵌在同步上柴發(fā)電機定子內(nèi)的繞組(這條線叫一轉(zhuǎn)。每個繞組中有n匝線圈)，并包括繞組的兩端。電動勢e .轉(zhuǎn)子磁通φ越大，定子繞組線圈n匝數(shù)越多，產(chǎn)生的電壓越高。他們的同步發(fā)電機有三個(三相)定子繞組，每個繞組感應電動勢E的有效值為E = 4.44φFnK。

其中f為同步發(fā)電機50Hz輸出電壓的頻率，k為定子繞組中全圓線圈和短距離線圈數(shù)量之比，稱為節(jié)距系數(shù)，k通常≤ 1。根據(jù)該技術概念，制造出高壓同步上柴發(fā)電機。隨著電機制造技術的逐步提高和新材料的出現(xiàn)，現(xiàn)代高壓同步發(fā)電機的技術性能越來越完善。