Событием, революционирующим развитие электрической машины, положившим начало 

промышленной   электротехнике, явилось объединение принципов самовозбуждения с конструкцией кольцевого якоря.

Первый патент на самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем был получен сотрудником фирмы «Альянс» Граммоль в 1870 г.

На рисунке изображен  самовозбуждающийся генератор Грамма  с кольцевым якорем, предназначавшийся для питания осветительных установок.    

На  укреплены электромагниты   с полосными наконечниками, между которыми вращается якорь, в специальных держателях укреплены щетки, соприкасающиеся с почти современного типа коллектором. Обмотка возбуждения включена  последовательно с обмоткой якоря.

Грамм в своем патенте указывая, что сердечник якоря может изготавливаться из пучка стольных проволок, благодаря чему должны заметно снизиться  потери на вихревые токи.  

Генератор Грамма оказался весьма экономичным источником электрической энергии, позволявшим получать значительные мощности при высокой КПД и сравнительно малых габаритах и весе. Самовозбуждающийся генератор с кольцевым якорем имел вес на 1кВт примерно 6 раз меньший, чем генератор с постоянными магнитами.

Очевидные преимущества генератора Грамма способствовали тому, что этот генератор быстро вытеснил другие типы и получил очень широкое распространение. В начале 70-ых годов принцип обратимости электрических машин был уже хорошо известен, и машина Грамма использовалась как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Таким образом, в начале 70-х годов обе линии развития электрических машин – генератора и двигателя – объединились.

Машина Грамма представляла собой машину постоянного тока современного типа. Однако она нуждалась в определенных усовершенствованиях, которые и последовали в 70-80 годах.

По иному пути пошли некоторые другие изобретатели, и среди наибольших успехов добился Никола Тесла. Тесла не прибегая к попыткам получить  разность фаз в самом двигателе, пришел к выводу о целесообразности построения генератора, который сразу давал бы два тока, различающих по фазе на 90⁰.

Тесла построил двухфазный генератор и питал  от него двухфазный двигатель. Схематически система Тесла представлена на рисунке, слева изображен синхронный генератор, справа – асинхронный двигатель. В генераторе между полюсами вращались две взаимно перпендикулярные катушки, в которых генерировались два тока, сдвинутые по фазе на 90⁰. Концы каждой катушки были выведены на кольца, расположенные на валу генератора (на черте для ясности эти кольца имеют различные диаметры). Ротор двигателя тоже имел обмотку в виде двух расположенных под прямым углом друг к другу замкнутых на себя катушек.

Основным недостатком двигателя Тесла, который впоследствии сделал его неконкурентоспособным, было наличие выступающих полюсов с сосредоточенной обмоткой. Эти двигатели имели большое магнитное сопротивление и крайне неблагоприятное распределение намагничивающий силы вдоль воздушного запора, что приводило к ухудшению характеристик машины. Таковы были следствия механического переноса в технику переменного тока конструктивных машин постоянного тока.

Конструкция обмотки ротора, как выяснилось позднее, тоже оказалось неудачной. Действительно, выполнение обмоток сосредоточенными (а не распределительными по всей окружности ротора) при выступающих полюсах на статоре, приводило к ухудшению пусковых условий двигателя, а то обстоятельство, что обмотки ротора имели сравнительно большое сопротивление, ухудшало рабочие характеристики.

Неудачным оказался и выбор двухфазной системы токов из возможных многофазных систем. Известно, что значительную  установки для передачи электроэнергии составляемой затраты  на линейные сооружения и, в частности, на линейные провода. В связи с этим казалось очевидным, что чем меньше принятое число фаз, тем меньшим будет число проводов и тем, следовательно, экономичнее устройство электропередачи. Двухфазная система требовала применения четырех проводов, а удвоение числа проводов по сравнению с установками постоянного тока или однофазного переменного токов представлялось нежелательным.

Встретившиеся экономические и технические трудности задерживали внедрение двухфазной системы в практику. Фирма Вестенгауз, где работал Тесла, построила несколько станций  по его системе из которых наибольшим по масштабам была Ниагарская электростанция.