三級式電機電動工作時勵磁機的勵磁繞組應由400 Hz交流電源供電，使勵磁機運行于變壓器狀態。當供電電源為三相時，勵磁機的勵磁繞組應為空間對稱的三相繞組，若供電電源為單相時，勵磁機的勵磁繞組也應為單相結構。針對勵磁機工作在三相勵磁方式和單相勵磁方式進行分析。

    上而對三相交流勵磁的討論僅出于勵磁機電樞繞組電動勢與電機轉速間關系，為一個線性關系。實際上發電機勵磁電流::與電機轉速間關系是非線性的。當勵磁機勵磁繞組加上400 Hz三相交流電，形成圓形旋轉磁場后，不論轉子轉向與旋轉磁場轉向相同或相反，隨著電機轉速的升高，勵磁機電樞繞組電動勢頻率的變化(正向旋轉時，轉子轉速等于零，勵磁機電樞繞組電動勢與勵磁電源同頻，為400 Hz;當轉子轉速等于旋轉磁場轉速時，電樞繞組電動勢頻率為零;反向旋轉時，當轉子轉速等于旋轉磁場轉速時，勵磁機電樞繞組電動勢頻率為2 X 400=800 Hz)使勵磁機電樞和發電機勵磁繞組等效電抗隨之變化，導致勵磁機勵磁繞組電流的功率因數大幅度變化，從而使勵磁電流::與電機轉速有強非線性特性。在轉子轉向和旋轉磁場轉向相同，且達到旋轉磁場轉速時，交流勵磁電源的功率因數降為零，故i1: =0。在轉子轉向與旋轉磁場轉向相反時，隨著轉子轉速的升高，勵磁機電樞頻率的增加。電樞電抗的增大，勵磁電源的功率因數也隨之下降，使::并不隨著轉子轉速的升高而線性增大。這種非線性因素的引入使電機控制更為復雜。