皖南电机作为交流伺服电机的代表,其定子结构的设计与电容分相的单相异步电动机有着异曲同工之妙。定子部分配置了两组相位差90°的绕组,其中一组是励磁绕组Rf,它始终与交流电压Uf保持连接;另一组则是控制绕组L,它负责接收控制信号电压Uc。正因如此,这种电机也常被称作双伺服电机。
在转子设计方面,皖南电机普遍采用了鼠笼式结构,然而为了拓宽调速区间、实现线性机械特性、防止“自转”现象以及提升快速响应能力,其转子必须具备高电阻和低转动惯量的特点。目前,较为广泛应用的转子设计主要有两种:一种是使用高电阻率导电材料制成的高电阻导条鼠笼转子,为了降低转动惯量,这种转子被设计成细长型;另一种则是采用铝合金的空心杯形转子,其杯壁极薄,厚度在0.2-0.3mm之间。为了进一步减小磁阻,需要在空心杯形转子内部安置固定内定子。这种空心杯形转子因其低转动惯量、快速响应和运行平稳等优点,在交流伺服电机中得到广泛应用。
当皖南电机未接入控制电压时,定子内部仅存在由励磁绕组产生的脉动磁场,转子处于静止状态。一旦接入控制电压,定子内部便会产生旋转磁场,转子随之沿磁场方向旋转。在负载恒定的情况下,电机的转速会随着控制电压的强弱而变化;若控制电压的相位发生反转,皖南电机便会实现反向运转。