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交流伺服定子的构造基本上与分相式单相相似，如图所示。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，联接控制信号电压uc。交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。
目前应用较多的转子结构有两种形式：
一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子，如图所示。
交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位时，伺服电动机将反转。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机相似，但前者的转子电阻比后者得多，伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：
一、起动转矩大
由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率s0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，具有较大的起动转矩。当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
二、运行范围较宽
如图所示，较差率s在0到1的范围内伺服电动机都能稳定运转。
较差率
三、无自转现象
正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（t1－s1、t2－s2曲线）以及合成转矩特性（t－s曲线）如图所示，与普通的单相异步电动机的转矩特性（图中t′－s曲线）不同。这时的合成转矩t是制动转矩，从而使电动机迅速停止运转。
转矩特性曲线
图是伺服电动机单相运行时的机械特性曲线。负载一定时，控制电压uc愈高，转速也愈高，在控制电压一定时，负载增加，转速下降。
伺服系统是的重要组成部分，是连接数控装置(计算机)和机床之间的关键桥梁，伺服系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能，如数控机床的定位精度、跟踪精度、*高移动速度等重要指标。建议我们先来学习一些基础概念，再学习各种进给伺服系统的控制方式。深刻理解掌握这部分知识，会对更好的学习后面的数控加工工艺有一定的帮助。
1、进给伺服系统
1）组成
进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、、机械传动机构及执行部件组成。见图1所示。
图1 伺服系统的组成
2) 作用
接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。
3) 基本技术要求
1）精度高
2）稳定性好
3）快速响应
4）调速范围宽
4) 分类
☆步进电机驱动系统
☆直流伺服驱动系统：永磁直流伺服
☆交流伺服驱动系统：永磁交流伺服电动机
2、开环控制伺服系统
开环进给伺服系统是数控机床中*简单的伺服系统，执行元件一般为步进电机，其控制原理如图2所示。
图2 开环控制数控机床
图3 半闭环控制数控机床
3、半闭环控制伺服系统
采用旋转型角度测量元件（脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器等）和直流伺服电动机按照反馈控制原理构成的位置伺服系统，其控制原理见图33所示。
4、闭环控制伺服系统
其控制原理见图4。
图4 闭环控制数控机床
进给伺服系统是数控系统主要的子系统。如果说cnc装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”，那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”，是一种“执行机构”。它忠实地执行由cnc装置发来的运动命令，**控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。
伺服系统是典型的开环控制系统，指令信号是单向流动的。开环系统没有位置和速度反馈回路，省去了检测装置，其精度主要由步进电机来决定，速度也受到步进电机性能的限制，系统简单可靠，不需要像闭环伺服系统那样进行复杂的设计计算与试验验证。
步进开环伺服系统由于具有结构简单、使用维护方便、可靠性高、制造成本低等一系列优点，在中小型机床和速度、精度要求不十分高的场合，得到了广泛的应用。
1．步进电动机的种类和结构
步进电动机的分类方式很多，根据不同的分类方式，可将步进电动机分为多种类型，如表1所示。
步进电机在结构上分为定子和转子两部分，现以图2所示的反应式三相步进电机为例加以说明。定子上有六个磁极，每个磁极上绕有励磁绕组，每相对的两个磁极组成一相，分成a、b、c三相。在定子的每个磁极上开了5个小齿，齿宽相等，齿间夹角是9°。转子无绕组，它是由带齿的铁心做成的。有均匀分布的40个小齿，齿间夹角也是9°。定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距。
图2 步进电机结构原理图
2．步进电动机的工作原理
步进电机是按电磁吸引的原理工作，现以反应式步进电机为例说明其工作原理。反应式步进电机的定子上有磁极，每个磁极上有激磁绕组，转子无绕组，有周向均布的齿，依靠磁极对齿的吸合工作。如图3所示为三相步进电机，定子上有三对磁极，分成a、b、c三相。