交流伺服電機工作原理電路圖及轉(zhuǎn)矩速度特性
伺服機構(gòu)中使用的大多數(shù)伺服電機是交流電機，這是兩相感應(yīng)電機。圖1示出了交流伺服電機的電路圖
交流伺服電機的結(jié)構(gòu)
與普通感應(yīng)電動機類似，該電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成。
交流伺服電機定子
該電機的定子為層壓結(jié)構(gòu)，其兩個繞組在空間中分別以90電氣角纏繞。被稱為主繞組的繞組電壓源（也稱為基準或固定相）被激發(fā)。另一個繞組稱為控制帶繞組（或控制相），由可變控制電壓供電，該電壓與主繞組兩端的電壓相差90度?？刂齐妷河伤欧糯笃魈峁?/p>
交流伺服電機轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子通常為鼠籠式，直徑小，長度長，以保持盡可能低的機械慣性。為了獲得盡可能線性的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性，它具有高電阻。對于極低功率應(yīng)用，使用拖杯轉(zhuǎn)子（圖2）進一步降低了轉(zhuǎn)子的慣性。這種類型的轉(zhuǎn)子是鼠籠式轉(zhuǎn)子的一種特殊形式，其中導(dǎo)體為拖曳杯形，由非磁性導(dǎo)電材料（如銅、鋁或合金）制成。開槽轉(zhuǎn)子疊片由一組固定的環(huán)形疊片代替，這為磁通量提供了一個低磁阻路徑。
為了使轉(zhuǎn)子動能最小化，伺服電機被盡可能多的磁極纏繞，以使其能夠低速運行。這也相應(yīng)增加了扭矩。交流伺服電機具有較小的氣隙，以減少磁化電流和隨后的損耗。
交流伺服電機的工作原理
交流伺服電機的工作原理與普通兩相感應(yīng)電機相同。當(dāng)兩個時間相位差為90 kwh的電壓施加到空間中相隔90 kwh的兩個定子相位時，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)磁場掃過轉(zhuǎn)子時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會感應(yīng)電動勢，然后感應(yīng)電流形成閉合路徑。旋轉(zhuǎn)磁場與這些電流相互作用，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生磁場旋轉(zhuǎn)方向上的扭矩。
交流伺服電機的特性
交流伺服電機的轉(zhuǎn)矩速度特性
我們知道，兩相感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)矩-速度特性的一般形狀在很大程度上取決于轉(zhuǎn)子電阻值（圖3）。增加轉(zhuǎn)子電阻可以使轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性線性化。因此，伺服電機的轉(zhuǎn)子具有高電阻，因此其轉(zhuǎn)矩-速度特性接近線性
圖4（a）顯示了伺服電機在各種控制電壓（V14等）下的轉(zhuǎn)矩-速度特性?？梢杂^察到，扭矩（尤其是失速或起動扭矩）幾乎與轉(zhuǎn)速和控制電壓成線性變化。在零轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，任何特定控制電壓值的扭矩都非常高，并且隨著電機的加速而降低。轉(zhuǎn)矩的減小被用作控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性特征。圖4（b）顯示了空載轉(zhuǎn)速、失速轉(zhuǎn)矩和控制電壓之間的關(guān)系（固定相電壓恒定）
交流伺服電機的其他性能特點
圖5說明了典型交流伺服電機的一些其他性能特征。
交流伺服電機應(yīng)用
壽命長、重量輕、扭矩重量比高、可靠性高、無無線電噪聲、驅(qū)動電路簡單。交流伺服電機廣泛應(yīng)用于儀器伺服、計算機、跟蹤和制導(dǎo)系統(tǒng)、自平衡記錄儀、遠程定位設(shè)備、過程控制器、機器人、機床專用機床以及許多其他需要精確角運動的應(yīng)用中。
