Après cette phase exploratoire, les architectures mécaniques des moteurs évoluent rapidement. Dans les années 1870, le modèle à rotor bobiné avec collecteur segmenté imaginé par Zenobe Gramme introduit l’usage d’un anneau de Gramme et d’un commutateur pour obtenir un couple plus régulier, prélude aux moteurs à courant continu industriels.

 En 1887–1889 , l’apparition des machines triphasées marque un tournant : Haselwander dépose un brevet pour un générateur synchrone à trois phases, suivi de la construction, par Michael Dolivo-Dobrowolsky, du premier moteur à cage d’écureuil à trois phases, alliant robustesse et simplicité de fabrication.

 Le XXᵉ siècle voit l’émergence des moteurs brushless , qui éliminent l’usure des balais et améliorent la densité de puissance, ainsi que des moteurs pas à pas capables d’un positionnement extrêmement précis. Ces innovations mécaniques, couplées aux progrès des matériaux (alliages magnétiques, composites) et des procédés d’usinage, aboutissent aux machines modernes : compacts, à haut rendement (> 95 %), et parfaitement calibrés pour les applications de robotique, de transport électrique et d’outillage de précision.