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，取得了良好的效果，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： ①主发电机；②交流励磁机；③旋转整流器装置；④自动电压调节器； ⑤永磁副励磁机 (选用部件)。

无刷发电机的不足之处是励磁系统的电磁惯性大，故而动态特性相对较差。为了提高动态特性，采取的措施是交流励磁机采用中频频率，由于受发电机体积尺寸与所需励磁功率的制约，大多数船用无刷发电机励磁机的频率在100～150 Hz。另外无刷发电机对旋转整流器的制造和安装工艺要求较高。

励磁柜的原理

调节器的输入电气信号有发电机量测PT电压，仪表PT电压及从发电机电流互感器来的三相定子电流信号(9个交流信号)。直流信号有调节器输出电流和反映装置电源电压的信号。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于A/D采样的信号。这些信号送入A/D变换器，由程序控制依次进行模数转换，存放在存贮器中，供调节器使用。

无刷励磁方式的特点：(1)无刷励磁没有接触部件碳刷和滑环，维护简单，可靠性高，可长期连续 运行且实现少维护或免维护。(2)因没有旋转接触的导电部件，不会产生火花，适用于有易1燃气体及多粉 尘等恶劣环境条件下的运行场合。(3)励磁功率较小，AVR的可靠性设计易于实现。(4)对主机而言，属于他励式同步发电机，易于并联运行。(5)与有刷发电机相比，体积较大，有效材料消耗较多。