如圖1所示，步進(jìn)電機(jī)由纏繞在定子齒上的一組線圈驅(qū)動(dòng)，定子齒是電機(jī)的固定部分。通常，將纏繞在環(huán)上的線稱為螺線管，在電動(dòng)機(jī)中，將纏繞在齒上的線稱為繞組，線圈或相。線圈中的電流如圖1所示，從電動(dòng)機(jī)頂部向下看到齒槽的頂部，電流沿兩個(gè)齒槽逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。根據(jù)安培定律和右手定則，這些電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，北極指向上方。

現(xiàn)在，假設(shè)您構(gòu)造了一個(gè)在定子上帶有兩個(gè)繞組的電動(dòng)機(jī)，并且具有一個(gè)內(nèi)置的永磁體，該永磁體可以繞其中心自由旋轉(zhuǎn)，該可旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。圖2顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)，稱為兩相雙極電動(dòng)機(jī)，因?yàn)槎ㄗ佑袃蓚€(gè)繞組，轉(zhuǎn)子有兩個(gè)磁極。如果沿圖2a所示的方向向繞組1發(fā)送電流，并且沒(méi)有電流流過(guò)繞組2，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的南極自然會(huì)指向定子磁場(chǎng)的北極，如圖所示。

假設(shè)您要切斷繞組1中的電流，并按照?qǐng)D2b所示的方向?qū)⑵渫ㄟ^(guò)繞組2。然后，定子的磁場(chǎng)指向左側(cè)，轉(zhuǎn)子相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)，并保持相同的方向。受定子磁場(chǎng)的影響。

接下來(lái)，我們切斷繞組2中的電流，并按照?qǐng)D2c所示的方向通過(guò)繞組1中的電流。注意：此時(shí)，繞組1中的電流以相反的方向流動(dòng)，如圖2a所示。然后，定子磁場(chǎng)的北極朝下，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，南極朝下。

然后，它切斷繞組1中的電流，并按照?qǐng)D2d所示的方向?qū)㈦娏鱾鬟f到繞組2。然后，定子磁場(chǎng)再次指向右側(cè)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，南極也旋轉(zhuǎn)。指向右邊。

最后，它再次切斷繞組2中的電流，并將圖2a中所示的電流傳遞到繞組1，使轉(zhuǎn)子返回其原始位置。

到目前為止，電動(dòng)機(jī)繞組的勵(lì)磁循環(huán)已經(jīng)完成，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)了整圈。換句話說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的電頻率等于旋轉(zhuǎn)的機(jī)械頻率。

如果以1秒鐘的順序完成圖2中的步驟4，則電動(dòng)機(jī)的電氣頻率將為1 Hz。由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一次，因此機(jī)械頻率也為1 Hz。簡(jiǎn)而言之，兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電氣頻率和機(jī)械頻率之間的關(guān)系可以由以下公式表示。

fe=fm * P/2（1）

在圖2中，您可以看到轉(zhuǎn)子在每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段都旋轉(zhuǎn)90°。換句話說(shuō)，在兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的每一步中發(fā)生的旋轉(zhuǎn)度可以表示如下。公式：

步驟1=180°/P（2）

從等式（2）可以看出，雙極電動(dòng)機(jī)每運(yùn)動(dòng)一次可以旋轉(zhuǎn)180°/2=90°。這與圖2完全相同。同樣，該等式表明，電動(dòng)機(jī)中的極數(shù)越多，步進(jìn)精度就越高。通常，有兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的極數(shù)在12至200之間，這些步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度在15°至0.9°之間。

圖3中的示例是一個(gè)包含三個(gè)永磁體的兩相六極步進(jìn)電機(jī)，因此它具有六個(gè)極。第一步，轉(zhuǎn)子的南極（在圖3a中以紅色“ S”結(jié)尾）變成該圖的南極，因?yàn)楸睒O通過(guò)向繞組1施加電壓而產(chǎn)生指向定子頂部的磁場(chǎng)如圖3a所示。接下來(lái)，在圖3b中，當(dāng)將電壓施加到繞組2時(shí)，在定子中產(chǎn)生北極指向左側(cè)的磁場(chǎng)。

因此，最近的轉(zhuǎn)子南極旋轉(zhuǎn)到圖片的左側(cè)。即，轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°。在第三步（圖3c）中，我們向繞組1施加電壓，以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使北極在定子中朝下，從而使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°到圖3c所示的位置。在圖3d中，我們?cè)诶@組2兩端施加電壓，以使北極產(chǎn)生一個(gè)指向定子中定子右側(cè)的磁場(chǎng)，并再次將轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°到達(dá)圖中所示的位置。 3d。

最后，如圖3a所示，在繞組1上施加電壓以在定子上方的北極處產(chǎn)生磁場(chǎng)。這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°，從而結(jié)束電周期。您可以看到，四階段電激勵(lì)引起了120°的機(jī)械旋轉(zhuǎn)。換句話說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的電頻率是機(jī)械頻率的三倍，并且該結(jié)果在等式（1）中示出。同樣，在圖3和公式（2）中，您可以看到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子每步旋轉(zhuǎn)30°。

如果電流同時(shí)傳遞到兩個(gè)繞組，則電動(dòng)機(jī)的扭矩也會(huì)增加，如圖4所示。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子的磁場(chǎng)是兩個(gè)繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的矢量和，如圖2和3所示，這兩個(gè)繞組每次運(yùn)動(dòng)仍僅使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)90°。由于有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)繞組，因此此時(shí)的磁場(chǎng)要比單個(gè)繞組受激時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)。由于磁場(chǎng)是這兩個(gè)數(shù)的矢量和，因此它等于每個(gè)磁場(chǎng)的2×1.414倍，因此電動(dòng)機(jī)對(duì)負(fù)載施加的轉(zhuǎn)矩也與增加量成正比。