三级式电机电动工作时励磁机的励磁绕组应由400 Hz交流电源供电，使励磁机运行于变压器状态。当供电电源为三相时，励磁机的励磁绕组应为空间对称的三相绕组，若供电电源为单相时，励磁机的励磁绕组也应为单相结构。针对励磁机工作在三相励磁方式和单相励磁方式进行分析。

    上而对三相交流励磁的讨论仅出于励磁机电枢绕组电动势与电机转速间关系，为一个线性关系。实际上发电机励磁电流::与电机转速间关系是非线性的。当励磁机励磁绕组加上400 Hz三相交流电，形成圆形旋转磁场后，不论转子转向与旋转磁场转向相同或相反，随着电机转速的升高，励磁机电枢绕组电动势频率的变化(正向旋转时，转子转速等于零，励磁机电枢绕组电动势与励磁电源同频，为400 Hz;当转子转速等于旋转磁场转速时，电枢绕组电动势频率为零;反向旋转时，当转子转速等于旋转磁场转速时，励磁机电枢绕组电动势频率为2 X 400=800 Hz)使励磁机电枢和发电机励磁绕组等效电抗随之变化，导致励磁机励磁绕组电流的功率因数大幅度变化，从而使励磁电流::与电机转速有强非线性特性。在转子转向和旋转磁场转向相同，且达到旋转磁场转速时，交流励磁电源的功率因数降为零，故i1: =0。在转子转向与旋转磁场转向相反时，随着转子转速的升高，励磁机电枢频率的增加。电枢电抗的增大，励磁电源的功率因数也随之下降，使::并不随着转子转速的升高而线性增大。这种非线性因素的引入使电机控制更为复杂。