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电气自动化控制技术研究

第三节 交流伺服电机驱动器及其技术应用探析

一、交流伺服电机概述

（一）交流伺服电机的基本常识
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此

磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标
值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。交流

伺服电机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似，其定子上装有两个位置互
差 90°的绕组，一个是励磁绕组 Rf，它始终接在交流电压 Uf 上；另一个是控制绕组 L，

连接控制信号电压 Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。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°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。为了在电机内形成一个圆形旋转磁
场，要求激磁电压 Uf 和控制电压 UK 之间应有 90°的相位差，常用的方法有：利用三相
电源的相电压和线电压构成 90°的移相；利用三相电源的任意线电压；采用移相网络；

在激磁相中串联电容器。
（二）交流伺服电机的基本应用

1. 物料计量
粉状物料的计量，常用螺杆计量的方式．通过螺杆旋转的圈数的多少来达到计量的目
的。为了提高计量的精度，要求螺杆的转速可调、位置定位准确，如果用交流伺服电机来

驱动螺杆，利用交流伺服电机控制精度高、矩频特性好的优点，可以达到快速精确计量同
样。对黏稠体物料的计量，可以采用交流伺服电机来驱动齿轮泵，通过齿轮泵的一对齿轮

的啮合来进行计量。
2. 横封装置

在制袋式自动包装机械中，横封装置是一个重要的机构，它不仅要求定位准确，还要
求横向封台时横封轮的线速度与薄膜供送的速度相等，而且在横封轮对滚后，横封轮的转

速应增大，即以较快的速度相分离。传统的方法是通过偏心轮或曲柄导杆机构等机械的方
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