两相交流异步伺服电动机的输出功率一般为0.1~100W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。在各种自动控制、自动记录等系统中都有应用。

3.1.2.1　结构和工作原理

两相交流异步伺服电动机的结构与单项异步电动机相同；定子上装有空间相差90°的两相分布绕组，一相为励磁绕组f，连接到交流励磁电源上；另一相为控制绕组k，接入控制电压，励磁电压和控制电压频率相同。转子大多采用鼠笼式转子。其结构如图3.5所示。

图3.5　两相交流异步伺服电动机结构图

图3.6　两相交流异步伺服电动机原理图

如图3.6所示，励磁绕组串联电容C，是为了产生两相旋转磁场，适当选择电容的大小，可使两相绕组中两相电流和的时间相位差为90°，从而在定子气隙中产生旋转磁场，而转子实际上就是一个笼型的闭合回路，此时定子旋转与转子回路有相对运动，转子导体切割磁力线，并产生转矩，使转子旋转起来。

两相交流伺服电动机的工作原理：当交流伺服电动机的励磁绕组接到励磁电压上，如果控制电压为0V，即无控制电压时，电动机无启动转矩；当控制绕组加上的控制电压，产生的控制电流与励磁电流的相位不同时，建立的是椭圆形旋转磁场（若与相位差为90°时，则为圆形旋转磁场），于是产生启动力矩，电机转子转动起来。如电机参数与单相异步电动机相同，当控制信号消失时，电机转速下降，但仍会继续转动。伺服电动机在控制信号消失后由于转子惯性而继续旋转的现象称为“自转”。

交流伺服电动机的转子主要有两种结构形式：笼型转子和非磁性空心杯转子。

（1）笼型转子。这种笼型转子结构和三相异步电动机的笼型转子没有区别，只是导条采用了高电阻率的导电材料制造，如青铜、黄铜。并且由于这种笼型转子相对又细又长，减小了转子的转动惯量，提高了交流伺服电动机的快速响应性能。

（2）非磁性空心杯转子。非磁性空心杯转子交流伺服电动机有外定子和内定子两个定子，外定子铁芯槽内安放有励磁绕组和控制绕组，空心杯转子一般使用非磁性材料（如铜、铝或铝合金），放在内外绕组之间。在电动机旋转磁场作用下，杯形转子内感应产生涡流，涡流再与主磁场作用产生电磁转矩，使杯形转子转动起来。

3.1.2.2　两相交流异步伺服电动机的机械特性

两相交流异步伺服电动机与普通异步电动机的机械特性不同。如图3.7所示。其机械特性较软，但是速度调节范围宽，可以从零到n0，而普通异步电动机的机械特性较硬，速度调节范围窄，只能从nm到n0，其中nm是最大转矩时的转速，n0是空载转速。

两相交流异步伺服电动机的转子做得较大，改变了机械特性，并使两相交流异步伺服电动机在单相激磁下，即

产生制动转矩，消除了其他电动机停电后，由于转子惯性而不能立即停转的“自转”现象，提高系统的准确性。

图3.7　两相交流异步伺服电动机的机械特性

图3.8　不同电压控制下的机械特性曲线

当励磁电压不变，控制电压下降时，特性曲线下移。在同一负载转矩作用时，电动机的转速随控制电压的下降，而均匀减小。

如图3.8所示为不同控制电压下的机械特性曲线，其中

3.1.2.3　两相交流异步伺服电动机的控制方法(www.daowen.com)

改变控制电压的大小和相位，可以实现转速和转向的控制，一般有三种方法，即幅值控制、相位控制、幅值—相位控制。

1.幅值控制

幅值控制是通过改变控制电压的大小来控制电动机的转速。当激磁电压和控制电压都是额定值时，即

两电压幅值相等，其间的相位差始终保持在90°电位角。定子旋转磁场是圆形旋转磁场，电动机产生的电磁转矩最大，转速最高。

如果使，控制信号的大小可表示为Uk=αUkn，α称为有效信号系数。那么以Ukn为基值，控制电压的标么值为

图3.9　幅值控制的接线图

定子旋转磁场变成椭圆形旋转磁场，产生的电磁转矩变小，转速降低。

当时，控制信号消失，定子气隙中不产生旋转磁场，气隙磁场为脉振磁场，电机转速为零。如图3.9所示。

幅值控制的交流伺服电动机的机械特性和调节特性如图3.10所示。其转矩和转速采用标准值。

2.相位控制

这种控制方法是保持控制电压的幅值不变，通过改变和之间的时间相位角β就能改变转速。当β=90°时，sinβ=1，此时定子旋转磁场是圆形旋转磁场，电动机产生的电磁转矩最大，转速最高；当0<β<90°时，定子旋转磁场变成椭圆形旋转磁场，产生的电磁转矩变小，转速降低；当β=0，定子气隙中不产生旋转磁场，电机转速为零。若交流伺服电动机的控制电压的相位改变180°电角度时（即极性对换），在原来的控制绕组内的电流超前于励磁电流，当相位改变后，滞后，最终电机气隙磁场的旋转方向与原来相反，从而反转。相位控制的接线图如图3.11所示。

图3.10　幅值控制的交流伺服电动机的特性

（a）机械特性；（b）调节特性

相位控制的机械特性和调节特性与幅值控制相似，也为非线性。

图3.11　相位控制接线图

图3.12　幅值—相位控制接线图

3.幅值—相位控制

如图3.12所示，这种方法就是同时改变幅值和相位来控制转速，用电容C串入激磁绕组回路，起到移相的作用，控制电压与电源同相位，但幅值可以调节，当的幅值改变时，转子绕组的耦合作用使励磁绕组的电流也变化，从而励磁绕组上的电压及电容C上的电压也跟随改变，与的相位差b也随之改变，即改变的大小，与的相位差也随之改变，从而改变电机的转速。幅度—相位控制线路不需要复杂的移相装置，由电容进行分相即可。因此，这种控制方式目前普遍在使用。

在控制时，当β<0或β>90°，电动机的旋转方向会改变。