图1展示了自并励励磁系统的基本结构。在这个系统中，发电机产生的励磁功率首先经过励磁变压器LB进行电压降压，然后通过可控硅整流器KZL进行整流，为发电机提供所需的励磁电流。自动励磁调节器的核心功能是通过电压互感器TV和电流互感器TA采集的发电机出口电压和电流信号，结合其他输入信号，采用预设的调节策略，控制全控整流桥中可控硅的移相脉冲，以此调节发电机的励磁电流。
线电压UAC和相电流IB的变化经过电压互感器和电流互感器转换，通过鉴相电路处理后，产生电压周期方波脉冲和相位差方波脉冲，这些信号被送入PIC16F877微控制器。微控制器利用内部的计数器，通过测量这两种脉冲的宽度，计算出电网的功率因数角。通过查表，微控制器能进一步确定有功功率和无功功率，实现电力系统的稳定运行。
控制单元的核心是一个PIC16F877单片机，它的A/D转换功能使得无需额外的外部A/D模块，这减少了外部元件，降低了成本，提高了系统的抗干扰性能。单片机实时处理从输入通道获取的发电机运行状态变量，进行控制计算和逻辑判断，得出需要的控制信号。在可控硅整流电路中，为了实现可控硅的顺利导通和自然换相，控制电路需要按照交流电源的相位，输出一系列精确的触发脉冲。最后，功率放大电路将这些触发脉冲放大后，驱动可控硅，从而精确控制励磁电流的大小。
励磁电流就是同步电机转子中流过的电流（有了这个电流，使转子相当于一个电磁铁，有N极和S极），在正常运行时，这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的。以前这个直流电压是由直流电动机供给，现在大多是由可控硅整流后供给。我们通常把可控硅整流系统称为励磁装置.