交流伺服電機的結構可分為兩部分，即定子部分和轉子部分。定子的結構與旋變器基本相同，定子鐵芯內放置90度電角度的兩相繞組。一組是勵磁繞組，另一組是控制繞組。交流伺服電機是兩相交流電機。當使用交流伺服電機時，恒定的勵磁電壓Uf施加到勵磁繞組的兩端，控制電壓Uk施加到控制繞組的兩端。當電壓施加到定子繞組時，伺服電機將快速轉動。電流通過勵磁繞組和控制繞組在電機中產生旋轉磁場，旋轉磁場的旋轉方向決定電機的旋轉方向。當施加到任何繞組上的電壓反向時，旋轉磁場的方向就會改變，電機的方向也隨之改變。

伺服電機內部的轉子是永磁體，由驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在這個磁場的作用下旋轉。同時，電機的編碼器將信號反饋給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值的比較來調整轉子的旋轉角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度(行數)。

交流伺服電機的定子結構與電容分相單相異步電機基本相似。其定子配有兩個位置相差90度的繞組，一個是勵磁繞組Rf，始終接交流電壓Uf；另一個是與控制信號電壓Uc連接的控制繞組l。所以交流伺服電機也叫兩個伺服電機。

　　交流伺服電機的變頻調速

只要改變交流伺服電機的供電頻率f1，就可以改變電機轉速。因此，變頻調速是交流伺服電機應用廣泛的調速方式。

變頻調速的主要環(huán)節(jié)是為交流電機提供變頻電源的變頻器。

變頻器分為交-交變頻；交流-DC-交流變頻。

　　（1）交-交變頻

可控硅整流器用于直接將工頻交流電(頻率50Hz)轉換成頻率較低的脈動交流電，正組輸出正脈沖，反組輸出負脈沖。脈動交流電的基波是所需的變頻電壓。

這種方法得到的交流電波動很大，頻率是變頻器輸入的工頻電壓頻率。

　　（2）交-直-交變頻

先將交流電整流成直流電，再將直流電電壓變?yōu)榫匦蚊}沖波電壓，矩形脈沖波的基波即為所需的變頻電壓。

用這種調頻方法得到的交流電波動小，調頻范圍寬，調節(jié)線性好。

在交流-DC-交流變頻中，根據中間DC電壓是否可調，可分為中間DC電壓可調的脈寬調制逆變器和中間DC電壓固定的脈寬調制逆變器。根據中間DC電路的儲能元件是大電容還是大電感，可分為電壓型逆變器和電流型逆變器。

SPWM(正弦波脈寬調制)變頻器是應用廣泛、基本的交流-DC-交流電壓源變頻器，廣泛應用于交流調速系統(tǒng)。

SPWM變壓轉換器的調制原理(以單相為例)

正弦脈寬調制(SPWM)波形：一系列等幅不等寬的矩形脈沖波，相當于正弦波。

等效原理：將正弦波分成n等份，每個區(qū)間的面積用等幅不等寬的矩形面積代替。正弦波的正負半周也是這樣處理的。

SPWM控制波的產生：正弦波-三角波調制。

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　　Q——電壓比較器；

　　UR——由指令脈沖轉換來的，正弦控制波；

　　UΔ——三角波發(fā)生器。

　　整流器將三相工頻交流電變成直流電；

　　逆變器將直流電壓逆變成三相交流電，驅動電機運行。

　　交流伺服電機SPWM變頻調速方法

　　交流電機變頻調速系統(tǒng)中的關鍵部件之一就是逆變器，由于調速的要求，逆變器必須具有頻率連續(xù)可調、以及輸出電壓連續(xù)可調，并與頻率保持一定比例關系等功能。

　　利用脈沖寬度調制逆變器可實現變頻也變壓。如圖所示，因電壓的平均值和占空比成正比，所以在調節(jié)頻率時，改變輸出電壓脈沖的占空比，就能同時實現變頻和變壓。與圖1（a）相比，圖1（b）所示電壓周期增大（頻率降低），而占空比減小，故平均電壓降低。

　　采用PWM方法控制逆變管的通、斷時，可獲得一組幅值相等、寬度相同的矩形脈沖，改變矩形脈沖的寬度可控制其輸出電壓，改變調制周期可控制其輸出頻率，同時實現變壓和變頻。因輸出電壓波形為矩形波，具有許多高次諧波成分。對電機來說，有用的是電壓的基波。為了減少諧波影響，提高電機的運行性能，應采用對稱的三相正弦波電源為三相交流電機供電。

　　正弦波脈寬調制型逆變器（SPWM）的輸出端可獲一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形，來近似等效于正弦電壓波。SPWM脈寬調制波形，如圖2。當正弦值為值時，脈沖的寬度也，而脈沖的間隔則小。反之，當正弦值較小時，脈沖的寬度也小，而脈沖的間隔則較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負載電流中的高次諧波成分大大減少。

　　采用數字電路的SPWM逆變器，可采用以軟件為基礎的控制模式。優(yōu)點是所需硬件少，靈活性好和智能性強。缺點是需要通過計算確定SPWM的脈沖寬度，有一定的延時和響應時間。隨著高速度、高精度多功能微處理器、微控制器和SPWM專用芯片的發(fā)展，采用微機控制的數字化SPWM技術已占當今PWM逆變器的主導地位。

　　SPWM變頻調速系統(tǒng)，其中各部分的功用：

　　速度給定器：給定信號，控制頻率、電壓及正反轉。

　　平穩(wěn)啟動回路：使啟動加、減速時間可隨機械負載設定，以達到軟啟動的目的。

　　函數發(fā)生器：在輸出低頻信號時保持電機氣隙磁通一定，補償定子電壓降的影響。

　　電壓頻率變壓器：將電壓轉換為頻率，經分頻器、環(huán)形計數器產生方波，和經三角波發(fā)生器產生的三角波一起送入調制回路。

　　電壓調節(jié)器：產生頻率和幅度可調的控制正弦波，送入調制回路，送入調制回路，在調制回路中進行SPWM變換，產生三相的脈沖寬度調制信號。在基極回路中輸出信號至功率晶體管基極，即對SPWM的主回路進行控制，實現對永磁交流伺服電機的變頻調速。

　　電流檢測器：過載保護。