交流伺服电动机
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交流伺服电动机，是将电能转变为机械能的一种机器。交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。包括交流异步伺服电动机和交流同步伺服电动机。
目录
简介
交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。 交流伺服电动机使用时，激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf，控制绕组两端施加控制电压Uk。
当定子绕组加上电压后，伺服电动机很快就会转动起来。 通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。
交流伺服电动机的转子有两种结构形式。一种是笼型转子，与普通三相异步电动机笼型转子相似，只不过在外形上更细长，从而减小了转子的转动惯量，降低了电动机的机电时间常数。笼型转子交流伺服电动机体积较大，气隙小，所需的励磁电流小，功率因数较高，电动机的机械强度大，但快速响应性能稍差，低速运行也不够平稳。
另一种是非磁性空心杯形转子，其转子做成了杯形结构，为了减小气隙，在杯形转子内还有一个内定子，内定子上不设绕组，只起导磁作用，转子用铝或铝合金制成，杯壁厚0.2~0.8mm，转动惯量小且具有较大的电阻。空心杯型转子交流伺服电动机具有响应快、运行平稳的优点,但结构复杂,气隙大载电流大,功率因数较低。 [1]
交流伺服电动机在结构上类似于单相异步电动机，它的定子铁芯中安放着空间相差90°电角度的两相绕组。一相称为励磁绕组，一相称为控制绕组。电动机工作时，励磁绕组接单相交流电压，控制绕组接控制信号电压，要求两相电压同频率。
工作原理
在交流伺服电动机中，除了要求电动机不能“自转”外，还要求改变加在控制绕组上的电压的大小和相位能够改变电动机转速的大小和方向。
根据旋转磁动势理论，励磁绕组和控制绕组共同作用产生的是一个旋转磁场，旋转磁场的旋转方向是由相位超前的绕组转向相位滞后的绕组。改变控制绕组中控制电压的相位，可以改变两相绕组的超前滞后关系，从而改变旋转磁场的旋转方向，交流伺服电动机转速方向也会发生变化。改变控制电压的大小和相位，可以改变旋转磁场的磁通，从而改变电动机的电磁转矩，交流伺服电动机转速也会发生变化。
交流电动机的转速控制方法有幅值控制、相位控制和幅相控制三种。
（1）幅值控制是通过改变控制电压Uc的幅值来控制电动机的转速，而Uc的相位始终保持不变，使控制电流Ic与励磁电流If保持90°电角度的相位关系。如Uc=0则转速为0，电动机停转。
（2）相位控制是通过改变控制电压Uc的相位,从而改变控制电流Ic与励磁电流If之间的相位角来控制电动机的转速，在这种情况下，控制电压Uc的大小保持不变。当两相电流Ic与If之间的相位角为0°时,则转速为0,电动机停转。
（3）幅相控制是指通过同时改变控制电压Uc的幅值及Ic与If之间的相位角来控制电动机的转速。具体方法是在励磁绕组回路中串入一个移相电容C以后,再接到稳压电源U1上，这时励磁绕组上的电压Uf=U1-Uef。控制绕组上加与U1相同的控制电压Uc，那么当改变控制电压Uc的幅值来控制电动机转速时，由于转子绕组与励磁绕组之间的耦合作用，励磁绕组的电流If也随着转速的变化而发生变化，而使励磁绕组两端的电压Uf及电容C上的电压Uef也随之变化。这样改変Uc幅值可改変Uc、Uf的幅值，以及它们之间的相位角以及相应电流。
在三种控制方法中，虽然幅相控制的机械特性和调节特性最差，但由于这种方法所采用的控制设备简单，不用移相装置，应用最为广泛。 [2]
应用
在自动控制系统中,根据被控对象不同,有速度控制和位置控制两种类型。尤其是位置控制系统可以实现远距离角度传递,它的工作原理是将主令轴的转角传递到远距离的执行轴,使之再现主令轴的转角位置。如工业上发电厂锅炉闸门的开启,轧钢机中轧辊间隙的自动控制,军事上火炮和雷达的自动定位交流伺服电动机在检测装置中的应用也很多,如电子自动电位差计,电子自动平衡电
相关概念
与直流伺服电动机的区别
直流伺服电动机包括定子、转子铁芯、电动机转轴、伺服电动机绕组换向器、伺服电动机绕组、测速电动机绕组。而交流伺服电动机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电动机自带的编码器反馈信号给驱动器。
视频
伺服电机选型介绍：直流伺服与交流伺服的区别