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步进电机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。图3是一种最简单的反应式步进电机，下面以它为例来说明步进电机的工作原理。

图3(a)中，当A相绕组通以直流电流时，根据电磁学原理，便会在AA方向上产生一磁场，在磁场电磁力的作用下，吸引转子，使转子的齿与定子AA磁极上的齿对齐。若A相断电，B相通电，这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BB磁极齿对齐，转子沿顺时针转过60°。通常，步进电机绕组的通断电状态每改变一次，其转子转过的角度 称为步距角。因此，图3(a)所示步进电机的步距角 等于60°。如果控制线路不停地按A→B→C→A…的顺序控制步进电机绕组的通断电，步进电机的转子便不停地顺时针转动。若通电顺序改为A→C→B→A…，同理，步进电机的转子将逆时针不停地转动。

图1 五定子径向分相反应式伺服

步进电机结构原理图

图2 一段定子、转子及磁回路

上面所述的这种通电方式称为三相三拍。还有一种三相六拍的通电方式，它的通电顺序是：顺时针为A → AB → B → BC → C → CA → A … ；逆时针为A → AC → C→ CB → B → BA →A…。

若以三相六拍通电方式工作，当A相通电转为A和B同时通电时，转子的磁极将同时受到A相绕组产生的磁场和B相绕组产生的磁场的共同吸引，转子的磁极只好停在A和B两相磁极之间，这时它的步距角 等于30°。当由A和B两相同时通电转为B相通电时，转子磁极再沿顺时针旋转30°，与B相磁极对齐。其余依此类推。采用三相六拍通电方式，可使步距角 缩小一半。

图3 步进电机工作原理图

图3(b)中的步进电机，定子仍是A ，B ，C三相，每相两极，但转子不是两个磁极而是四个。当A相通电时，是1和3极与A相的两极对齐，很明显，当A相断电、B相通电时，2和4极将与B相两极对齐。这样，在三相三拍的通电方式中，步距角 等于30°，在三相六拍通电方式中，步距角 则为15°。

综上所述，可以得到如下结论：

(1) 步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的步距角 ；

(2) 改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变；

(3) 步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高；

(4) 步进电机步距角 与定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式k有关，可用下式表示：

(5--1)

式中m相m拍时，k=1；m相2m拍时，k=2；依此类推。

对于图1所示的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机，当它以三相三拍通电方式工作时，其步距角为

若按三相六拍通电方式工作，则步距角为