用于伺服控制的交流電動機主要有同步型交流電動機和異步型交流電動機。采用同步型交流電動機的伺服系統(tǒng)，多用于機床進給傳動控制、工業(yè)機帶入關節(jié)傳動和其它需要運動和位置控制的場合。異步型交流電動機的伺服系統(tǒng)，多用于機床主軸轉(zhuǎn)速和其它調(diào)速系統(tǒng)。
1、異步型交流電動機
三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，三相交流電源的相與相之間的電壓在相位上也是相差120度的，當在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：
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——定子供電頻率
P——定子線圈的磁極對數(shù)
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，則轉(zhuǎn)子導條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒有相對運動，就不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速![]()
（2）
式中n——電動機轉(zhuǎn)速；s——轉(zhuǎn)差率。
根據(jù)此式我們知道，交流電動機的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和供電電源的頻率有關。我們把改變異步電動機的供電頻率![]()
（3）
式中：![]()
（1）
式中：![]()
——定子轉(zhuǎn)速磁場的同步轉(zhuǎn)速
定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應電流，轉(zhuǎn)子導條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。一般情況下，電動機的實際轉(zhuǎn)速n低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。如果假設n=![]()
必然小于n。為此我們稱三相電動機為異步電動機。
旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關。假設三相繞組A、B、C中的電流相序按順時針流動，則磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，則磁場按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向。
綜上所述，異步電動機的轉(zhuǎn)速方程為
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實現(xiàn)實現(xiàn)調(diào)速的方法稱為變頻調(diào)速；而改變磁極對數(shù)P進行調(diào)速的方法叫變極調(diào)速。變頻調(diào)速一般是無級調(diào)速，變極調(diào)速是有級調(diào)速。當然，改變轉(zhuǎn)差率S也可以實現(xiàn)無級調(diào)速，但該辦法會降低交流電動機的機械特性，一般不使用。
2、同步型交流電動機
同步電動機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。同步電動機的定子繞組與異步電動機相同，它的轉(zhuǎn)子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯(lián)的，接成具有交替相反的極性，并有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環(huán)上面。磁場線圈是由一只小型直流發(fā)電機或蓄電池來激勵，在大多數(shù)同步電動機中，直流發(fā)電機是裝在電動機軸上的，用以供應轉(zhuǎn)子磁極線圈的勵磁電流。
由于這種同步電動機不能自動啟動，所以在轉(zhuǎn)子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機啟動之用。鼠籠繞組放在轉(zhuǎn)子的周圍，結(jié)構(gòu)與異步電動機相似。
當在定子繞組通上三相交流電源時，電動機內(nèi)就產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應電流，從而使電動機旋轉(zhuǎn)起來。電動機旋轉(zhuǎn)之后，其速度慢慢增高到稍低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，此時轉(zhuǎn)子磁場線圈經(jīng)由直流電來激勵，使轉(zhuǎn)子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉(zhuǎn)磁極，這樣就增加電動機轉(zhuǎn)子的速率直至與旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)為止。
同步電動機運行時的轉(zhuǎn)速與電源的供電頻率有嚴格不變的關系，它恒等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即電動機與旋轉(zhuǎn)磁場兩者的轉(zhuǎn)速保持同步，并由此而得名。同步交流電動機的轉(zhuǎn)速用下式表達：
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——定子供電頻率 P——定子線圈的磁極對數(shù) n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
