步进电机是一种接受脉冲信号并相应旋转一定角度的数字控制电机。中步进电机和控制器的实际应用是一个不可分割的整体，通过单片机.DSP微控制器产生的控制脉冲信号为弱电信号，驱动电路功率放大后作用于电机绕组，使绕组按一定顺序通电。只要各相绕组按既定顺序轮流通电，步进电机就能产生所需的步进运动。

　　由于其开环控制分辨率高，步进电机作为经济型数控机床的核心，已广泛应用于数控机械中。步进电机经过长期发展，已广泛应用于数字控制的许多领域为控制电机或驱动电机在办公自动化设备中.在计算机外设和工业机械领域有许多应用实例。近年来，微电子技术.大功率电力电子设备和驱动技术的快速发展进一步促进了步进电机的发展。

　　步进电机分类：

　　步进电机一般可分为以下三类：

　　1.反应步进电机。反应步进电机定子由硅钢板组成，相对两个磁极缠绕在不同方向的同一绕组中，形成一对N.S极，电机转子中没有绕组。电机转子由软磁材料制成，转子磁极的外表面与定子磁极的内表面相同.间距相同的小齿。电磁力是反应步进电机产生运动的动力。在电磁力的作用下，转子将移动到最大磁导率(或最小磁阻)，并处于平衡状态。

　　2.永磁步进电机。永磁步进电机转子材料为永磁性，转子与定子极数相同。电机输出扭矩大，步距角大，但工作性能好。

　　3.混合步进电机。混合步进电机定子的结构与反应步进电机相同。转子轴向分为两段，两段铁芯周围的圆周方向均匀分布相同数量.尺寸较小的齿，但相互错位半个齿距。永磁铁嵌入在两个铁芯的中间，使转子的一端为N极，另一端为S极，如图1所示.1.转子N.S极性不变，定子磁极通过控制定子绕组电流实现N.S极性的顺序变化，转子N.S极产生相应的力，促进转子按要求旋转。由于混合步进电机转子的永磁磁场也产生了部分扭矩，因此它大于反应步进电机仅由定子磁场产生的扭矩。

　　步进电机具有以下特点：

　　(1)步距角稳定，仅与电机结构有关，无电压.电流.温度等干扰因素的影响;

　　步进电机的旋转角度与控制脉冲的数量成正比，无累积误差;

　　(3)步进电机动态性能好，启停.少数控制脉冲可以完成正反转和变速;

　　(4)步进电机开环控制系统简单可靠，可构成高性能闭环控制系统;

　　(5)步进电机在中低速时转矩较大，能比同级伺服电机提供更大的转矩输出;

　　(6)步进电机体积小，仍能在狭窄空间内顺利安装，并提供较高的扭矩输出;

　　步进电机的主要缺点是效率低;交流或直流电源不能直接使用，需要适当的驱动电源才能运行;负载惯强;低频振荡和失步。

　　03步进电机应用中的问题：

　　步进电机一般用于精度和稳定性要求较低的开环系统，可能会出现故障，无法及时准确检测和补偿故障，导致系统精度下降。步进电机的闭环控制可以从根本上解决故障问题，提高步进电机的工作性能，不仅可以实现步进电机更准确的位置和稳定的速度控制，而且可以使步进电机获得更大的通用性。电力电子设备和微处理器的发展为提高步进电机的闭环控制性能提供了基础，步进电机的闭环控制正数字化发展.智能化.模块化方向发展。

　　如何获取电机转子位置和速度反馈信号是实现步进电机简单有效的闭环控制中非常重要的环节。传统的步进电机闭环控制主要采用光电编码器或旋转变压器等机械传感器来检测步进电机转子的速度.位置，并将反馈信号与输入脉冲进行比较，以补偿失步。使用机械位置传感器实现步进电机的失步补偿，会增加步进系统的复杂性，大大削弱步进电机的竞争力，限制其应用，增加电机与控制系统之间的连接线和接口电路，使系统容易受到环境干扰，降低系统的可靠性。为了解决机械传感器的缺陷，需要研究步进电机的无位置传感器控制。

　　步进电机无位置传感器控制的相关文献较少，几乎都是保密的，但无位置传感器控制在无刷直流电机中.永磁同步电机等电机的应用研究较多，相关文献较多。混合步进电机与永磁凸极同步电机相似。虽然有差异，但混合步进电机本质上可以说是一种低速凸极永磁同步电机。混合步进电机的控制可以参考永磁同步电机的控制策略进行研究和设计。无位置传感器控制在永磁同步电机中的应用对步进电机无位置传感器控制的研究具有一定的参考意义。