随着风电机组风轮直径的不断增大，风轮叶片刚度下降，导致风力机出力反应迟缓、波动幅度增大。特别是在高风速工况下，风电机组转速与有功功率调节性能不佳，严重影响风电机组有功输出的稳定，从而对电网运行稳定性造成不利影响。在此情况下，风切效应和塔影效应的凸显，不仅叶片自身载荷分布不均，而且风轮各叶片受力不平衡，引起风电机组机舱及塔架发生振动，易造成疲劳破坏，严重影响风电机组寿命和安全。为了降低风电机组振动及有功功率输出的波动，大型风电机组均采用变桨控制方法实现。传统功率控制器一般采PI控制策略，而目前对于抑制功率波动的研究主要集中在控制策略方面。针对这一问题，本文采用步进式电动机作为变桨控制系统的放大执行元件，从变奖系统自身的控制性能入手，从而改善风电机组有功输出的稳定性。　　首先，对风电机组几种变桨控制系统的结构进行讨论，分析了步进电机的主要特点，给出了步进式电动变桨控制系统原理方案；其次，对风力机基本工作原理，风力机运行特性，变桨控制方法及其特点进行了阐述；并建立了风力机、永磁直驱发电机、变流装置等数学模型。再次，采用PSCAD/EMTDC对整个风力发电机组进行仿真建模，分别对直流伺服电机和步进电机作为执行机构的系统进行仿真，得到阶跃风速下桨距角和功率变化曲线。通过对比得出：由于步进电机静态力矩大，受负载变化影响小，能够降低负载转矩波动。最后，选取以西门子可编程控制器S7系列224X P C P U模块、步进电机及驱动器等硬件，在实验室条件下，模拟步进式电动变桨系统控制性能实验，实验结果表明，步进式电动变桨系统工作性能稳定，调节品质优良，达到了预期的效果。