旋转磁场
当电机定子的一相绕组通以激磁电流时，就会发生磁通，磁通的方向可以用" 规矩"，来断定。（用右手捉住线圈，使大拇指和其他的四指笔直，假定其他的四指和电流的方向一起，那么大拇指所指的方向便是磁场的方向）。
图5闪现了B相激磁时磁通的途径及对应的电流的方向，转子所以开端摆放自个的方位，以使对磁通的阻抗最小，在这种状况下，电机将沿顺时针方向旋转，使得转子的南极和定子B相下的 极（方位2）对齐，转子的北极和定子B相下的南极（方位6）对齐，现在咱们了解，要使电机旋转，有必要对定子进行一系列的激磁，经过这种办法发生一个旋转的磁场，在磁吸力的效果下，转子将跟着这个磁场旋转。
转矩的发生
步进电机转矩的发生依托于好几个要素：
* 步进速率
* 绕阻中的驱动电流
* 驱动的方案或类型

在步进电机中，当定子和转子的磁通互相交链时，就可以发生转矩。步进电机的定子铁芯是选用导磁高的资料制成的，和电子电路中电流会集在导体中的那种办法相同，由于这种高导磁资料的存在，使得磁通首要会集在定子铁芯结构所绑缚的磁路上，而这个结构便是确保磁通会集在定子极上。电磁通与磁密的根柢联络界说如下：
这儿N = 绕阻匝数 I = 电流 H = 磁通 L = 磁通途径的长度
这个联络式标明：磁通密度和相应的转矩是正比于绕组的匝数以及电流而反比于磁路长度的。从这个根柢的联络式可以看出，仅仅经过改动电机绕组的参数，就可以使其转矩输出才调得到显着的改动。在一篇名为《驱动电路根底》的运用文章中，咱们给出了对于绕组参数怎样影响电机输出才调的更为详细的信息。

相、极和步距角
通常，步进电机是两相的，但也存在三相和五相的一个双极性电机有两相，每相有一个绕组，单极性的电机也有两相，每相一个绕组，仅仅每相绕组多了一个基地抽头，单极性步进电机有时被成为"四相电机"，尽管它只需两相。
也存在每相有两个独自绕组的电机，他即可以当作单极性，也可以当作双极性来驱动。
极可以界说为励磁体上磁布满中的区域。图5包含了这么一个两相步进电机的简化图例：定子每相有南北极（一对极），转子有南北极（一对极）。实习上，定转子结构中都会添加一些极，以添加电机每转的步数，换句话说，便是使电机的根柢（整步）步矩角更小，典型的PM进电机有12对极，即定子每相有12对极。混合式步进电机有一个带齿的转子，他的转子铁芯被分为两有些，由耐久磁钢离隔，使一半的齿成为S极，而其他的一半为N极。而转子的极对数就等于任何一半转子的齿数。为了构成更大都意图等效极数，混合式步进电机的定子极上也有齿。（对于小极距，等效极数 = 360℃/齿距）差异于等效极的是，根柢的极上是绕有绕组的。通常来讲，4个根柢极适用于3.6°电机，而8个极适用于1.8°和0.9°电机。
下列转子的极数、定子的等效极数以及相数之间的联络式可以断定一个步进电机整步时的步距角。
NPH = 每相有用极数 = 转子极数 Ph = 相数 N = 各相的极数之和
假定转子和定子的齿距不持平，那么将存在一个更为凌乱的联络式。
步进办法
下列步进办法最为惯例：
* 单拍驱动（1相通电）
* 整步驱动（2相通电）
* 半步驱动（1&2相通电）
* 微步驱动（电机电流接连改动）
下列的议论将以图6为参看
在单拍驱动状况下，在任何时分只需一个绕组励磁。当定子依照A?B?A＇?B＇的次第励磁时，转子将依照8?2?4?6的方位步进。不论是单极性仍是双极性绕法的电机，只需绕组参数相同，这种励磁办法将致使（转子运动到）相同的机械方位。这重驱动办法的缺陷便是，绕组的运用率对于单极性只需25%，对于双极性只需50%，也便是说你没有取得该电机的最大输出力矩。
在整步驱动状况下，任何时分都有两相励磁。当定子依照AB?A＇B?A＇B＇?AB＇次第励磁时，转子将依照1?3?5?7的方位步进，整步驱动和单相通电有相联络的运动视点，仅仅机械方位上相差了半步。绕组参数相一起，单极性电机的输出力矩要比双极性的低，由于单极性电机只运用了绕组的一半，而双极性电机却运用了悉数绕组。
半步驱动概括了单排和整步两种驱动办法（1&2相通电）。在这种办法下，第二步只需一相通电，
在其他一步，每极上都有一相通电。当定子依照AB?A?A＇B?A＇?A＇B＇?B＇?AB＇?A的次第励磁时，转子的步进方位顺次为1?2?3?4?5?6?7?8。
这种运动的视点只需一相或两相通电那种驱动办法下的步距角的一半。和一相或两相通电驱动办法比照半步作业还可以减低共振。
表1中，对上述驱动办法的励磁次第作了概括。
在细分驱动时，绕组中的电流是不断改动的，可以将一整步分红许多更为纤细的微步。在微步这一章，可以找到对于微步驱动更为详细的信息。

矩角特性
步进电机的矩角特性是指当步时电机按额外电压（电流）励磁时，施加在转轴上的力矩与对应的偏移（视点）之间的联络。在志向状况下，步进电机的矩角特性是正弦曲线（图7）。
当一个外加的负载效果在转轴上时，方位A和C就标明安稳平衡点。当你将一个外力Ta效果在电机的转轴上时，就会发生一个对应的偏移视点?a，这个偏移视点?a是超前角仍是滞后角，取决于电机是加快仍是减速状况。在施加负载的效果下接连时，它将坚持在一个被界说为偏移角的方位上。电机发生的力矩Ta，对应于所施加的外国以平衡负载。当负载添加时，偏移角也相应添加直到抵达电机的最大坚持转矩Th，一旦逾越电机将进入一个不安稳区域。在这个区域力矩发生反向，转子将跳过不平衡点抵达下一个平衡点。
偏移视点由下列联络式断定：
Z = 转子齿距角 Ta = 负载转矩
Th = 电机额外转矩 X = 偏移视点
因而，假定你对标明带负载电机的平衡方位的肯距角过失觉得有疑问的话，可以经过改动电机的"刚性"来改进。这可以经过电机的额外转距来完毕，经过图8咱们可以看到这一影响。对一个安稳负载，添加坚持转矩可以使滞后角从?2偏移到?1。
步距角精度
步进电机作为一个定位设备如此盛行的一个要素便是它的精度和重复性。典型的步进电机的步矩角精度是一步的3%-5%。这一过失在步与步之间不会堆集。步进电机的精度首要由受其零部件精度及设备的影响。

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