1867年，西门子对发电机提出了重大改进。他认为，在发电机上不用磁铁（即永久磁铁），而用电磁铁，这样可使磁力增强，产生强大的电流。西门子用电磁铁代替永久磁铁发电的原理是，电磁铁的铁芯在不通电流时，也还残存有微弱的磁性。当转动线圈时，利用这一微弱的剩磁发出电流，再反回给电磁铁，促使其磁力增强，于是电磁铁也能产生出强磁性。接着，西门子着手研究电磁铁式发电机。很快就制成了这种新型的发电机，它能产生皮克发电机所远不能相比的强大电流。同时，这种发电机比连接一大堆电池来通电要方便得多，因而它作为实用发电机被广泛应用起来。
1870年格拉姆（Z.T.Gromme，1826～1901）将T形电枢绕组改为环形电枢绕组发明了直流发电机，在设计上，直流发电机和电动机很相似。后来，格拉姆证明向直流发动机输入电流，其转子会象电动机一样旋转。于是，这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不断提高，被人们誉为“发电机之父”。
1873年，德国的西门子公司研究发电机的工程师阿特涅。他发明了与古拉姆发电机不同的线圈绕线方式，制成了性能良好的发电机。古拉姆发电机的电枢是将铁丝绕成环状，在环与环之间夹上纸进行绝缘，然后将环捆在一起作为铁芯，在其上面绕上导线线圈，再由线圈的不同部位引出一些导线，接向带整流子。而阿特涅发电机的电枢，是用许多薄圆铁板以纸绝缘后重叠起来，制成铁芯，然后在上面绕上导线线圈。人们把这种方法叫做“鼓卷”，意思是像鼓一样的形状。经过这种改进后，发电机无论是外观或是性能，都比原来有了很大起色。西门子公司由于阿特涅的这项发明而益发驰名。于是，德国以西门子公司为核心，大力研制各种发电机，从而使电力工业得到了迅速的发展。德国的西门子接制造更好的发电机，并着手研究由电动机驱动的车辆，于是西门子公司制成了世界电车。1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12─15马力。但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。
1873年，英国詹·麦克斯韦完成了经典电磁理论基础《电和磁》;电机绕组发展为鼓型绕组，直流电机具备了现代直流电机的基本型式；
1875年比利时Z.T.格拉姆将改造后的发电机安装在法国巴黎北火车站发电厂，该厂是世界第一座火电厂
1880年，爱迪生观察到用叠片铁芯可以减少温升和能耗。
1880年，霍普金森（J.Hopkinson，1849～1898）确立了磁路的欧姆定律。
1882年，德国将米斯巴哈水电站发出的2千瓦直流电通过57千米1500～2000伏电线输送到慕尼黑，证明直流远距离输电的可能性。这一方面成为直流发电机与电动机发展中的大事，促进了它们的广泛利用，另一方面暴露出直流在传输中的缺点：原来电压越高，电能的传输损失越小，但高压直流发电机困难较大，而且单机容量越大，换向也越困难，换向器上的火花使工作不稳定。因而人们就把目光转向交流电机。美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。
1891年，阿诺尔德（Arnold）建立直流电枢绕组理论。
二、交流电机的产生与形成
1824年，法国人阿拉果（D．F．J．Arago，1786～1853）在转动悬挂着的磁针时发现其外围环上受到机械力。次年，他重复这一实验时，发现外围环的转动又使磁针偏转，这些实验导致了后来感应电动机的出现。年，出现了单相交流发电机。
1876年，雅布洛奇科夫（П．Н．Яблочков，1847～1894）用交流发电机和开磁路式串联变压器为其“电烛”供电，这是交流电用于照明的开始。不久出现了原始型式的同步发电机和变压器。
1879年英国人拜依莱（Bailey）用依次变动四个磁极上的励磁电流而得到旋转磁场。1883年，德普勒（M．Deprez，1843～1918）在巴黎科学院提出a=1/4周期的交流磁场公式。
1882—1885年，匈牙利工程师代里等3人首创变压器。
1884年，闭合磁路的变压器制成，并推广使用
1885年，费拉里斯提出两相交流感应电动机的模型。
1886年特斯拉（N．Tesla，1856～1943）也制成两相绕线式交流异步电动机模型，1888他又在意大利科学院提出《利用交流电产生旋转磁场》的论文。他在爱迪生公司工作，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成，又称感应电动机，这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，因此被广泛应用于工业的家庭电器中，交流电动机通常用三相交流供电。美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。
1889年，多利沃-多布罗沃利斯基提出了三相制并制成鼠笼式交流异步电动机。
1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。
1890年，德国人米夏埃尔·冯·多里沃一多勃鲁沃尔斯基制成一架三相电流变压器。
1891年，慕尼黑人奥斯卡·冯·米勒在法兰克福世界电气博览会上宣布：他与多里沃合作架设的从劳芬到法兰克福的三相交流输电电路，可把劳芬的一架300×735.5W（300马力）55伏三相交流发电机的电流经三相变压器提高到了万伏，输运175千米，顺利通电，从此三相交流电机很快代替了工业上的直流电机，因为三相制的优点十分明显：材料可靠，结构简单，性能好，效率高，用铜省，在电力驱动方面又有重大效益。从此，各种各样的电机迅速发展起来。
1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。
1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。
