步进电机的工作原理基于电磁感应和磁场相互作用，通过控制定子绕组的通断顺序，使转子按固定角度（步距角）分步转动，实现电脉冲信号到机械位移的确转换。其核心机制可拆解为以下几个关键过程：

 

磁场生成与磁极作用

定子绕组通入电流后，会产生交变磁场，使定子齿形成 N 极或 S 极。转子（永磁式、反应式或混合式）会依据 “同性相斥、异性相吸” 的原理，被定子磁场吸引而转动。例如，永磁式转子的磁极会与定子通电后产生的相反磁极对齐，形成稳定平衡状态。
 

分步转动的实现

定子绕组按特定相序（如 A→B→C→A 或双相励磁）依次通电，每次切换通电绕组时，定子磁场的极性和位置会发生变化，导致转子受到新的磁力牵引，向新的平衡位置转动一个固定角度（步距角，常见 1.8°、0.9° 等）。

举例来说，四相步进电机每切换一相通电，转子转动 1.8°；若采用 “半步驱动”（相邻两相同时通电），步距角可减半（如 0.9°），提高控制精度。
 

脉冲信号的转化

外部控制器输出的电脉冲信号决定绕组的通断频率和顺序：脉冲频率越高，绕组切换速度越快，转子转动速度越高；脉冲数量则对应转子转动的总角度（如 100 个脉冲对应 1.8°×100=180° 转动）。
 

自锁特性

当绕组停止通电时，定子磁场消失，但部分类型（如混合式）转子因永磁体或磁阻效应会保持当前位置，具备 “断电自锁” 能力，无需额外能耗即可维持定位，这一特性在精密定位场景（如 3D 打印机喷头、数控机床工作台）中尤为重要。

 

简言之，步进电机通过 “脉冲控制→绕组换相→磁场变化→转子步进” 的闭环逻辑，实现了无反馈情况下的高精度定位，其转速与脉冲频率成正比，转角与脉冲数量成正比，这一特性使其成为自动化设备中控制位移的核心部件。