Структура статора серводвигателя переменного тока в основном аналогична конструкции статора конденсаторного-двухфазного-однофазного-асинхронного двигателя. Его статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 градусов друг от друга: обмотку возбуждения Rf, всегда подключенную к переменному напряжению Uf; и обмотку управления L, подключенную к напряжению управляющего сигнала Uc. Поэтому серводвигатель переменного тока также называют двойным-серводвигателем.
Ротор серводвигателя переменного тока обычно выполнен в форме «беличьей- клетки. Однако для достижения широкого диапазона скоростей, линейных механических характеристик, отсутствия «самовращения» и быстрого реагирования он должен иметь высокое сопротивление ротора и низкий момент инерции по сравнению с обычными двигателями.
В настоящее время обычно используются две конструкции ротора: один представляет собой короткозамкнутый-ротор с проводниками с высоким-омным сопротивлением, изготовленными из проводящего материала с высоким-омным сопротивлением, который сделан тонким для уменьшения момента инерции; другой представляет собой полый ротор в форме чашечки-, изготовленный из алюминиевого сплава, со стенкой чашки всего 0,2–0,3 мм. Ротор в форме полой чашки- имеет очень низкий момент инерции, быстро реагирует и работает плавно, поэтому он широко используется.
При отсутствии управляющего напряжения в статоре серводвигателя переменного тока имеется только пульсирующее магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, а ротор остается неподвижным. При подаче управляющего напряжения в статоре создается вращающееся магнитное поле, и ротор вращается в направлении этого вращающегося магнитного поля. При постоянной нагрузке скорость двигателя меняется в зависимости от величины управляющего напряжения. Когда фаза управляющего напряжения меняется на противоположную, серводвигатель меняет направление.
Хотя принцип работы серводвигателя переменного тока аналогичен принципу работы конденсаторного однофазного-асинхронного двигателя, сопротивление ротора первого намного больше, чем у второго. Таким образом, по сравнению с асинхронными двигателями с конденсаторным-приводом серводвигатели имеют две важные характеристики:
1. Высокий пусковой момент: из-за высокого сопротивления ротора характеристика крутящего момента (механическая характеристика) ближе к линейной и имеет большой пусковой момент. Поэтому, когда на статор подается управляющее напряжение, ротор вращается немедленно, демонстрируя быстрый запуск и высокую чувствительность.
2. Широкий рабочий диапазон: плавная работа и низкий уровень шума.
3. Отсутствие само-феномена вращения: работающий серводвигатель сразу же останавливается при потере управляющего напряжения.
