步进电机也叫步进器，利用电磁原理将电能转化为机械能。

早在20世纪20年代，人们就开始使用这种发动机。随着嵌入式系统(如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、振动寻呼机、机械臂、录像机等)的日益普及。)，步进电机的使用也爆炸了。无论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐领域，只要需要将物体从一个位置移动到另一个位置，步进电机就一定会派上用场。步进电机有很多种形状和尺寸，但不论形状和尺寸，都可以归为两类：变磁阻步进电机和永磁步进电机。

步进电机由缠绕在电机固定部分定子齿槽上的一组线圈驱动。通常情况下，缠绕成圆形的导线称为螺线管，而在电机中，缠绕在齿上的导线称为绕组、线圈或相。

步进电机加减速过程控制技术

由于步进电机的广泛应用，对步进电机控制的研究也越来越多。启动或加速时，如果步进脉冲变化过快，转子由于惯性跟不上电信号的变化，导致堵转或失步。停车或减速时，可能会导致过步。为了防止堵转、失步和过步，提高工作频率，需要控制步进电机的速度。

步进电机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和拍数。其角速度与脉冲频率成正比，并与脉冲在时间上同步。因此，当转子齿数和运转节拍数恒定时，仅通过控制脉冲频率就可以获得所需的速度。因为步进电机是靠其同步转矩启动的，为了不丢步，启动频率不高。特别是随着功率的增大，转子的直径和惯量增大，起动频率和工作频率可能相差十倍之多。

步进电机的启动频率特性使得步进电机在启动时不可能直接达到运行频率，而是需要一个启动过程，即从低速逐渐提高速度到运行速度。停车时，运行频率不可能马上降到零，应该有一个高速逐渐减速到零的过程。

步进电机的输出转矩随着脉冲频率的增加而减小。起动频率越高，起动转矩越小，驱动负载的能力越差。启动时会造成失步，停止时会造成超调。要使步进电机快速达到要求的速度而不失步或超调，关键在于使加速所需的转矩既充分利用步进电机在各种工作频率下提供的转矩，又不超过这个转矩。所以步进电机的运行一般要经历加速、恒速、减速三个阶段，这就要求加速和减速过程时间尽可能短，恒速时间尽可能长。特别是在要求反应迅速的工作中，从起点到终点的运行时间短，要求加减速过程短，恒速时速度高。

国内外科技工作者对步进电机的速度控制技术做了大量的研究，建立了各种加减速控制的数学模型，如指数模型和线性模型等。在此基础上，他们设计开发了各种控制电路，改善了步进电机的运动特性，推广了步进电机的应用范围。指数加减速考虑了步进电机固有的矩频特性，既能保证步进电机在运动中不失步，又能充分发挥其固有特性。加减速时间缩短，但由于电机负载的变化，很难实现。线性加减速只考虑了电机角速度在负载能力范围内与脉冲成正比的关系，不随电源电压和负载环境的波动而变化。这种加速方法的加速度是恒定的，其缺点是没有充分考虑输出转矩o

步进电机的细分驱动控制

步进电机受自身制造工艺的限制，比如步距角由转子齿数和运行节拍数决定，但转子齿数和运行节拍数是有限的。因此，步进电机的步距角一般较大且固定，分辨率低，缺乏灵活性，低频振动，噪声比其他微电机高，使物理器件容易疲劳或损坏。这些缺点使得步进电机只能用于一些要求不高的场合，而闭环控制只能用于要求高的场合，增加了系统的复杂性。这些缺点严重限制了步进电机作为优秀开环控制元件的有效使用。细分技术在一定程度上有效地克服了这些缺点。

步进电机细分驱动技术是90年代中期发展起来的一种驱动技术，可以显著提高步进电机的综合性能。年美国增量运动控制系统与器件年会上，美国学者首次提出了步进电机步距角细分的控制方法。在随后的二十年里，步进电机细分驱动得到了很大的发展。逐步发展到90年代完全成熟。国内对分段驱动技术的研究几乎和国外一样。

90年代中期，大发展。主要应用于工业、航空航天、机器人、精密测量等领域，如跟踪卫星的光电经纬仪、军用仪器、通信和雷达等。随着细分驱动技术的广泛应用，电机的相数不再受步距角的限制，给产品设计带来了方便。目前，在步进电机的细分驱动技术中，采用了斩波恒流驱动、仪表脉宽调制驱动和电流矢量等幅匀速旋转驱动控制，大大提高了步进电机的运行精度，使步进电机在中、小功率应用领域向高速、精密方向发展。

首先，步进电机的相电流控制由硬件实现。通常采用两种方法，多路功率开关电流供电和绕组上电流叠加。这种方法使功率管损耗较小，但由于电路数量多，器件多，体积大。

首先叠加脉冲信号，然后通过功率管道放大得到阶跃电流。优点是使用的器件数量少，但功率管功耗高，系统功率低。如果电子管工作在非线性区，就会引起失真。由于其不可克服的缺点，这两种方法目前很少使用。