ダイナモ
発電機と電動機が同じ原理で、機械力と電力の相互変換を可能にすることがわかり、この双方向の変換を利用した回転変流機が考案された。これは、例えば直流から交流への電流の変換を行うものである。原理的には、直流の電力を供給して電動機を回し、その回転力で発電機を回して交流の電力を得る。当然、逆方向の変換も可能である。
回転変流機は直流と交流の変換だけでなく、三相交流と単相交流、25Hzの交流と60Hzの交流、電圧の変換など、様々な変換を行える。大型で重い回転子にすると、それがフライホイールとして機能し、電力供給が急増したり途絶えたりした場合の平滑化にも役立つ。
回転変流機のテクノロジーは20世紀初めに、より小さくて振動や騒音を伴わず、保守の手間も少ない真空管回路に取って代わられた。現代では、電力用半導体素子を使った回路がその役目を担っている。
チャールズ・F・ブラッシュは1876年夏、馬に引かせた踏み車を動力源としたダイナモを組み立てた。アメリカ合衆国特許番号189997 "Improvement in Magneto-Electric Machines" を1877年4月24日に出願している。ブラッシュはグラムの設計を基本としたが、周囲や輪の導線の一部が有効な磁界の外にあって、そのために熱を発していた。この設計を改良していき、環状電機子を元もとの円柱状ではなく円盤状にした。固定子は電機子の外周ではなく、円盤を両面から挟むように配置した。一方の面にS極の電磁石を2つとN極の電磁石を2つ配置し、電機子の円盤を挟んで反対側に反対の極の電磁石を配置している。Brush Electric Company が1881年に発売したダイナモの機種では、長さ89インチ、幅28インチ、高さ36インチで、重量は4,800ポンドであり、1分間に約700回転の速度で動作した。当時世界最大のダイナモと言われていた。これを使って40個のアーク燈を灯すのに、36馬力を必要とした。
ダイナモは本来は発電機だが、電池や別のダイナモから直流を供給してやると電動機としても機能することが発見された。1873年のウィーン万博で、グラムは彼のダイナモに偶然別のダイナモを接続して発電したところ、そのダイナモの軸が回転し始めたのに気づいた。これが世界初の電動機というわけではないが、実用的な電動機としては世界初の1つだった。さらにダイナモの効率を向上させるよう設計すると、電動機としての効率も向上することがわかった。隙間をなるべくなくし、多数のコイルと多数の整流子を使うグラムの設計は、実用的な直流電動機の設計の基本にもなった。
直流を生成する大型のダイナモを複数接続した場合、そのうち1つの出力が他より小さいと問題が発生する。すなわち、出力が弱いダイナモは他から電力を供給されて電動機として動作するようになってしまう。すると、もともとそのダイナモを駆動していた側に電動機としての出力が伝わってしまい、危険な状態が生じる可能性がある。結局これを解決するため、同じ電力供給源として複数のダイナモを使う場合、それらの軸を複軸で相互接続し、同期運転するようになった。