由于交流发电机用电刷和滑环使励磁绕组构成回路，不可避免产生机械磨损而引起故障。无刷交流发电机提高了发电机的工作可靠性和使用寿命，维修方便。
一、感应子式无刷交流发电机
这种发电机的构造如图所示。
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其定子铁心内圆上有四个大槽和12个小槽，四个大槽将12个小槽均分为四个部分，每部分为三个小槽。在四个大槽中，绕放四个励磁绕组，在小槽中绕放电枢绕组，转子由凸齿状冲片铆成。
当励磁绕组中有直流电流通过时，其周围产生磁场，转子被磁化。由于转子凸齿在旋转时和定子铁心相对位置不断变化，使得定子上的电枢绕组产生大小和方向不断变化的感应电动势。将各电枢绕组产生的电动势按相加原则串联起来，再经整流器整流后便得到直流电。由于发电机工作时在电枢绕组中产生的是单相交流电，所以其整流器是由两个硅二极管组成的单相全波整流器。
二、爪极式无刷交流发电机
爪极式无刷交流发电机外形及其分解图如图所示：
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其励磁绕组通过一个磁轭托架固定在后端盖上。两个爪极中只有一个爪极直接固定在发电机转子轴上，另一个爪极则用非导磁连接环固定在前述爪极上。当转子轴旋转时，一个爪极就带动另一个爪极一起在定子内转动。
下图为爪极式无刷交流发电机机构原理及磁路图：
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当励磁绕组中有直流电通过时，其磁路是：左边的爪极磁极N→主气隙→定子铁心→主气隙→右边的爪极磁极→转子磁轭→附加气隙→托架→附加气隙。转子旋转时，爪极形成的N极和S极的磁力线在定子绕组内交替通过，定子槽中的三相绕组就感应出交变电动势，在回路中形成三相交流电，经整流后变为直流电。
这种交流发电机两个爪极之间连接制造工艺困难。此外，由于磁路中增加了两个附加气隙，故在输出相同功率的情况下，其励磁绕组的励磁电流必须增大。