研究结果表明，当发电机的励磁电流大于8000A时，由于受滑环材质、冷却条件以及碳刷均流等因素的影响，制造相应容量的滑环是困难的。由于滑环系统在磨损、保养及可靠性方面较无刷励磁发电机差，为此大型发电机必须用无刷励磁系统，小型发电机为增加其可靠性和保养的方便性采用无刷励磁系统励磁。
无刷励磁系统通常有两种型式交流励磁机，一种是三相交流励磁机，其旋转电枢具有正弦电动势波形；另一种是具有梯形电动势波形的多相交流励磁机。后一种设计可进一步提高交流励磁机容量的利用率。
特别是为增加励磁机的强磁功能，有时在发电机主轴上安装两套相同的无刷励磁机及旋转整流器。其转子上励磁机电枢、旋转整流器、发电机励磁绕组根据不同要求分别部分或全部采用双份。
无刷励磁系统有二极管式和晶闸管式。二极管式采用较普遍，结构、原理紋简单，就不再赘述。在无刷励磁系统中将旋转二极管整流器代以晶闸管整流元件，将会显著地提高励磁系统控制的快速性，但是在实现这一控制方式时，在技术上存在很大难点，因为在晶闸管无刷励磁系统中，需将处于静止侧的触发脉冲供给旋转的晶闸管整流元件，即要求在静止部分和旋转部分之间建立一个控制联系。通常采用的方法是在无刷主励磁机的主轴上装一台极数与主励磁机相同的小型旋转电枢控制用励磁机，其电枢各相的末端接于旋转晶闸管整流器的控制极，从而提供了与主励磁机电枢电压波形同步的触发脉冲。控制励磁机的电压与主励磁机电压之间的相位移，决定于它们之间固定磁场系统之间的物理角。改变此角即改变了晶闸管整流器的触发角。
实际上，控制励磁机在纵向和横向上均设有励磁绕组。这两个励磁绕组引入与自动控制成比例的控制电流，并使两绕组的合成磁通势为常数。改变两控制分量的比例即可使其合成磁通势在空间位置发生变化，达到改变晶闸管整流器控制触发角的目的。这样，便可控制主励磁机电压由正的电压最大值到负的电压最大值，而控制时间小于0.01s。与采用二极管的方案比较，采用晶闸管整流器的交流励磁面尺寸要大一些，此时交流励磁机是按恒定电压方式工作的。
实际使用晶闸管无刷励磁系统时还应注意元件发热、误触发等问题。
发电机组采用晶闸管无刷励磁系统时，除可提高控制系统的快速性外，还可利用逆变进行灭磁，这也是此系统的主要优点之一。
另外还有一种方法，在解决怎样由静止侧将触发脉冲信号传递到旋转晶闸管整流侧的问题时，采用简单、可靠的无触点控制系统，以装在旋转晶闸管元件同一轴上的旋转脉冲变压器来传送控制脉冲。脉冲变压器定子和转子的磁路为环形，定转子间有一小气隙。变压器一次和二次绕组相应地置于定子和转子槽中。其控制系统由脉冲形成装置、同步装置及动态控制脉冲变压器组成。
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