用于伺服控制的交流電動(dòng)機(jī)主要有同步型交流電動(dòng)機(jī)和異步型交流電動(dòng)機(jī)。采用同步型交流電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，多用于機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)控制、工業(yè)機(jī)帶入關(guān)節(jié)傳動(dòng)和其它需要運(yùn)動(dòng)和位置控制的場(chǎng)合。異步型交流電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)，多用于機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和其它調(diào)速系統(tǒng)。
1、異步型交流電動(dòng)機(jī)
三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度，三相交流電源的相與相之間的電壓在相位上也是相差120度的，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：
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——定子供電頻率
P——定子線圈的磁極對(duì)數(shù)
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，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速![]()
（2）
式中n——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；s——轉(zhuǎn)差率。
根據(jù)此式我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和供電電源的頻率有關(guān)。我們把改變異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率![]()
（3）
式中：![]()
（1）
式中：![]()
——定子轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速
定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1。如果假設(shè)n=![]()
必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。假設(shè)三相繞組A、B、C中的電流相序按順時(shí)針流動(dòng)，則磁場(chǎng)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，則磁場(chǎng)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
綜上所述，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速方程為
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實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法稱為變頻調(diào)速；而改變磁極對(duì)數(shù)P進(jìn)行調(diào)速的方法叫變極調(diào)速。變頻調(diào)速一般是無(wú)級(jí)調(diào)速，變極調(diào)速是有級(jí)調(diào)速。當(dāng)然，改變轉(zhuǎn)差率S也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但該辦法會(huì)降低交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，一般不使用。
2、同步型交流電動(dòng)機(jī)
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是一樣的，所以稱為同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組與異步電動(dòng)機(jī)相同，它的轉(zhuǎn)子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場(chǎng)線圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場(chǎng)線圈是由一只小型直流發(fā)電機(jī)或蓄電池來(lái)激勵(lì)，在大多數(shù)同步電動(dòng)機(jī)中，直流發(fā)電機(jī)是裝在電動(dòng)機(jī)軸上的，用以供應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極線圈的勵(lì)磁電流。
由于這種同步電動(dòng)機(jī)不能自動(dòng)啟動(dòng)，所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之用。鼠籠繞組放在轉(zhuǎn)子的周圍，結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)相似。
當(dāng)在定子繞組通上三相交流電源時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，其速度慢慢增高到稍低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)線圈經(jīng)由直流電來(lái)激勵(lì)，使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極，這樣就增加電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)為止。
同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速與電源的供電頻率有嚴(yán)格不變的關(guān)系，它恒等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩者的轉(zhuǎn)速保持同步，并由此而得名。同步交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速用下式表達(dá)：
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——定子供電頻率 P——定子線圈的磁極對(duì)數(shù) n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
