由于交流电动机具有构造简单、坚固耐用的特点，随着电力电子器件的小型化和高性能化，以及计算机技术的迅速发展，过去在技术上和经济上都难以实现的交流电动机控制问题都已迎刃而解，从而使交流伺服系统取得了主导地位。从20世纪80年代中、后期起，数控机床上多采用交流伺服驱动。
1.交流伺服系统的组成
交流伺服系统主要由下列几个部分构成，如图7-8所示。
图7-8 交流伺服系统组成
1）交流伺服电动机。
2）PWM功率逆变器。它可分为功率晶体管逆变器、功率场效应管逆变器、IGBT逆变器（包括智能型IGBT逆变器模块）等。
3）微处理器控制器及逻辑门阵列。它可分为单片机、DSP数字信号处理器、DSP＋CPU、多功能DSP（如TMS320F240）等。
4）位置传感器（含速度）。它可分为旋转变压器、磁性编码器、光电编码器等。
5）电源及能耗制动电路。(www.xing528.com)
6）键盘及显示电路。
8）故障检测，保护电路。
2.交流伺服电动机的简介
交流伺服电动机可依据电动机运行原理的不同，分为感应式（或称异步）交流伺服电动机、永磁式同步电动机、永磁式无刷直流伺服电动机和磁阻同步交流伺服电动机。这些电动机具有相同的三相绕组的定子结构。
1）感应式交流伺服电动机。其转子电流由滑差电势产生，并与磁场相互作用产生转矩，其主要优点是无刷、结构坚固、造价低、免维护、对环境要求低，其主磁通用励磁电流产生，很容易实现弱磁控制，高转速可以达到4～5倍的额定转速；缺点是需要励磁电流，内功率因数低，效率较低，转子散热困难，要求较大的伺服驱动器容量，电动机的电磁关系复杂，要实现电动机的磁通与转矩的控制比较困难，电动机非线性参数的变化影响控制精度，必须进行参数在线辨识才能达到较好的控制效果。
2）永磁同步电动机。按其内部结构、工作原理、驱动电流波形和控制方式的不同又可分为两种：矩形波电流驱动的永磁电动机（即无刷直流电动机，BDCM）和正弦波电流驱动的永磁电动机（PMSM）。其中，BDCM的功率密度高，系统成本较低，但低速转矩脉动大，高速时矩形波电流发生畸变，并引起转矩下降，所以一般用于低速、性能要求不高的场合；而PMSM则更多地用于要求较高的速度或位置伺服的场合。永磁同步电动机所采用的永磁材料，目前已从铁氧体发展到具有高居里点的钐钴（SmCo）和高矫顽力、高磁能积、相对价格较低钕铁硼（NdFeB）。
永磁同步交流伺服电动机，气隙磁场由稀土永磁体产生，转矩控制由调节电枢的电流实现，转矩的控制较感应电动机简单，并且能达到较高的控制精度；转子无铜、铁损耗，效率高、内功率因数高，也具有无刷免维护的特点，体积和惯量小，快速性好；在控制上需要轴位置传感器，以便识别气隙磁场的位置；价格较感应电动机贵。
目前，在控制领域中所采用的交流伺服电动机称为永磁同步电动机，主要由三部分组成：定子、转子和检测元件。其定子与普通的交流感应电机基本相同，其转子由多极的磁钢、定子冲片和轴组成，检测元件由安装在电动机尾端的位置编码器构成。如Alpha系列电动机的编码器是串行脉冲编码器。由于电动机的磁场必须和转子的磁极位置垂直，所以电动机的位置反馈需要把电动机的磁场位置反馈给伺服系统，用于产生交流伺服电动机的磁场矢量控制。
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