60年代初期，国外开始在中型发电机采用交流励磁机加半导体整流的方式对同步发电机进行励磁，取得了---的效果，已经普遍采用半导体励磁方式。也分为他励半导体励磁系统和自励半导体励磁系统。他励半导体励磁系统按照半导体整流器是静止还是旋转的分为他励静止式半导体励磁系统和他励旋转式半导体励磁系统。前者虽然去掉了换向火花的问题。但是系统还是需要滑环和炭刷。后者由于半导体与交流励磁机同主发电机同轴一起旋转。不需要经过滑环和炭刷。因此被称为无刷励磁系统。

无刷励磁发电机的轴端头是一台交流发电机，其转子是发电绕组，发出的电流通过固定在发电机轴上的导线引导固定在轴上的硅整流管，整流后的直流直接进入转子绕组，其中没有整流刷这个东西，所以称为无刷励磁。曾经火过一段时间，但是由于整流管坏了就得停机，所以已经用的很少了，基本都采用自复励系统。典型的无刷发电机由五个部分组成： 主发电机；交流励磁机；旋转整流器装置；自动电压调节器； 永磁副励磁机 (选用部件)。

在一般中小型无刷同步发电机中，副励磁机多数省略。而由主机定子中的辅助绕组或主绕组抽头来代替副励磁提供交流励磁机的励磁功率。在三相无刷同步发电机中，交流励磁机的型式有转枢式同步发电机、异步 发电机和旋转相复励变压器等，但以转枢式三相同步发电机式的交流励磁机使 用很广泛。三相励磁机的利用系数较高，有利于缩小体积。