英國物理學家惠斯通

1866年德國科學家西門子制成第一臺使用電磁鐵的自激式發(fā)電機。自激是指直流發(fā)電機利用本身感應的電功率的一部分去激發(fā)場磁鐵，從而形成電磁鐵。西門子發(fā)電機的成功標志著建造大容量電機，從而獲得強大電力，在技術上取得了突破。因此，西門子發(fā)電機在電學發(fā)展史上具有劃時代的意義。

西門子的自激式發(fā)電機

1870年比利時人格拉姆依靠瓦利所提出的原理，并采用了1865年意大利人帕大諾蒂發(fā)明的齒狀電樞結構，創(chuàng)造了環(huán)形無槽閉合電樞繞組，制成了環(huán)形電樞自激直流發(fā)電機。

1873年，德國電氣工程師赫夫納·阿爾特涅克對直流電機的電樞又作了改進，研制成功鼓狀電樞自激直流發(fā)電機。他吸取了格拉姆和帕契諾蒂電機轉子的優(yōu)點，簡化了制造方法，因而大大提高了發(fā)電機的效率，降低了發(fā)電機的生產(chǎn)成本，使發(fā)電機進入到實用階段。

1880年，美國發(fā)明家愛迪生制造出了名為“巨象”的大型直流發(fā)電機，并于1881年在巴黎博覽會上展出。

直流電之父愛迪生

與此同時，電動機的研制工作也在進行之中。發(fā)電機和電動機是同一種機器的兩種不同的功能，用其作為電流輸出裝置就是發(fā)電機，用其作為動力供給裝置就是電動機。

電機的這一可逆原理是在1873年偶然獲得證明的。這一年在維也納的工業(yè)展覽會上，一位工人操作失誤，把連根電線錯接到一臺正在運行的格拉姆發(fā)電機上，結果發(fā)現(xiàn)這臺發(fā)電機的轉子改變了方向，迅即向相反的方向轉動，變成了一臺電動機。從此以后，人們認識到直流電機既可作發(fā)電機運行，也可作電動機運行的可逆現(xiàn)象，這個意外的發(fā)現(xiàn)，對電機的設計制造產(chǎn)生了深刻的影響。

隨著發(fā)電、供電技術的發(fā)展，電機的設計和制造也日趨完善。到19世紀90年代，直流電機已具有了現(xiàn)代直流電機的一切主要結構特點。盡管直流電機已被廣泛使用，并在應用中產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益，但其自身的缺點卻制約了它的進一步發(fā)展。這就是它不能解決遠距離輸電，也不能解決電壓高低的變換問題，于是交流電機獲得了迅速發(fā)展。

在此期間兩相電動機和三相電動機相繼問世。1885年意大利物理學家加利萊奧費拉里斯提出了旋轉磁場原理，并研制出廠二相異步電動機模型，1886年移居美國的尼古拉·特斯拉也獨立地研制出二相異步電動機。俄國籍電氣工程師多利沃多勃羅沃利斯基在1888年制成一臺三相交流單鼠籠異步電動機。交流電機的研制和發(fā)展，特別是三相交流電機的研制成功為遠距離輸電創(chuàng)造了條件，同時把電工技術提高到一個新的階段。

交流電之父特斯拉

1880年前后，英國的費朗蒂改進了交流發(fā)電機，并提出交流高壓輸電的概念。1882年，英國的高登制造出了大型二相交流發(fā)電機。1882年法國人高蘭德和英國人約翰·吉布斯獲得了“照明和動力用電分配辦法”的專利，并研制成功了第一臺具有實用價值的變壓器，它是交流輸配電系統(tǒng)中最關鍵的設備。后來威斯汀豪斯對吉布斯變壓器的結構進行了改進，使之成為一臺具有現(xiàn)代性能的變壓器。1891年布洛在瑞士制造出高壓油浸變壓器，后又研制出巨型高壓變壓器。由于變壓器的不斷改進使遠距離高壓交流輸電取得了長足的進步。

經(jīng)過100多年的發(fā)展，電機本身的理論已經(jīng)相當成熟。但是，隨著電工科學、計算機科學與控制技術的發(fā)展，電機的發(fā)展又進入了新的階段。其中，交流調(diào)速電動機的發(fā)展最為令人矚目，只是由于要用電路元件和旋轉變流機組來實現(xiàn)，而控制性能又比不上直流調(diào)速，所以長期得不到推廣應用。

1970年代以后，有了電力電子變流裝置以后，逐步解決了調(diào)速裝置要減少設備、縮小體積、降低成本、提高效率、消除噪聲等問題，才使交流調(diào)速獲得了飛躍的發(fā)展。發(fā)明矢量控制之后，又提高了交流調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。采用微機控制以后，用軟件實現(xiàn)矢量控制算法，使硬件電路規(guī)范化，從而降低了成本，提高了可靠性，而且還有可能進一步實現(xiàn)更加復雜的控制技術。電力電子和微機控制技術的迅速進步是推動交流調(diào)速系統(tǒng)不斷更新的動力。

近幾年，隨著稀土永磁材料的高速發(fā)展和電力電子技術的發(fā)展，使永磁電機有了長足進展。采用釹鐵硼永磁材料的電動機、發(fā)電機已經(jīng)得到廣泛應用，大至艦船推進，小到人工心臟血泵等。超導電機則已經(jīng)用于發(fā)電和高速磁懸浮列車與船舶的推進等。