交流伺服电动机的结构与普通的单相异步电动机的结构相似，其定子绕组则与单相电容式异步电动机结构相类似，其上装有两个在空间相隔90o的绕组，一个是励磁绕组WF，另一个是控制绕组WC，这两个绕组通常分别接在两个不同的交流电源（频率相同，相位不同）上，这一点与单相电容式异步电动机不同。其转子一般分为鼠笼转子和杯形转子两种结构型式。鼠笼转子和三相鼠笼式电动机的转子结构相似，杯形转子结构如图所示。杯形转子通常用铝合金或铜合金制成空心薄壁圆筒，为了减小磁阻，在空心杯形转子内放置固定的内定子。不同结构型式的转子都制成具有较小惯量的细长形。目前用得较多的是鼠笼转子。
图1交流伺服电动机接线图杯形转子伺服电动机结构图
交流伺服电动机以单相异步电动机原理为基础，励磁绕组WF接到电压为的交流电网上，控制绕组接到控制电压上，当有控制信号输入时，两相绕组便产生旋转磁场。该磁场与转子中的感应电流相互作用产生转矩，使转子跟着旋转磁场以一定的转差率转动起来，其旋转速度为式中，f为交流电源频率，Hz；P为磁极对数；为电动机旋转磁场转速,S为转差率。把控制电压的相位改变180o，则可改变伺服电动机的旋转方向。
根据伺服系统工作性质的要求，控制电压一旦取消，电动机必须立即停止转动。但众所周知，单相异步电动机一旦转动以后，即使取消控制电压，仅靠励磁电压单相供电也会继续转动，即存在“自转”现象，这意味着失去控制作用，是不允许的，因而交流伺服电机必须解决“自转”问题。
从三相异步电动机的特性可知，转子电阻值对电动机的机械特性有较大的影响，如图5-4所示。当转子阻值增大到一定程度，例如图中时，最大转矩可出现在＝1附近。为此目的，把伺服电动机的转子电阻设计得很大，使电动机在失去控制信号单相运行时，正转矩或负转矩的最大值均出现在的地方，这样可得出图所示的机械特性曲线。
图2不同转子阻值时的机械特性曲线及交流伺服电动机时的机械特性曲线
图2中曲线1为有控制电压时伺服电机的机械特性曲线，曲线为去掉控制电压后，脉动磁场分解为正、反两个旋转磁场对应产生的转矩曲线。曲线为去掉控制电压后单相供电时的合成转矩曲线。从图中可看出，它与异步电动机的机械特性曲线不同，是在第二和第四象限内。当转速n为正时，电磁转矩T为负，当n为负时，T为正，即去掉控制电压后，单相供电时的电磁转矩的方向总是与转子转向相反，所以，是一个制动转矩。由于制动转矩的存在，可使转子迅速停止转动，从而避免“自转”现象。电机停止转动所需要的时间，比两相电压同时取消、单靠摩擦等制动方法所需的时间要短得多。这正是两相交流伺服电动机在工作时，励磁绕组始终接在电源上的原因。
增大伺服电机转子阻值，既有利于消除“自转”现象，同时还使稳定运行段加宽、启动转矩增大。目前通常采用高电阻材料制成的鼠笼导条，杯形转子的壁很薄，一般只有0.2～0.8mm，因而转子阻值较大，且惯量较小。