步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），其旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
图 1 步进电机
一、工作原理
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致；当定子的矢量磁场旋转一个角度时，转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步，它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转，所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
二、发热原理
通常见到的各类电机内部都有铁芯和绕组线圈。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是常说的铜损；如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗。铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料、电流、频率、电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。
三、步进电机接线图
图 2～图 7 步进电机接线示意
四相步进电机接线如图 8 所示。
图 8 四相步进电机接线
四、8 线步进电机引线识别
在没有电机说明书时，可以用万用表确认电机 8 根引线的极性，具体步骤如下：
图 9 8 线步进电机引线
A．先用万用表测量 8 个引线之间的电阻，可判断出 4 组线圈引线。
B．由于只接 1、6 与 2、8，或 1、6 与 7、4 两个线圈时电机也能正常转动，所以在 4 个线圈中任选 2 个接在驱动器上：如果电机不转，说明这 2 组线圈是同一相（A 相）线圈，另外 2 个线圈是 B 相的 2 个线圈；如果电机转动，说明这 2 个线圈一个是 A 相、一个是 B 相线圈。
C．接 2 组线圈让电机转动后，再从剩下的 2 个线圈中任选一个串联在 A 相线圈上：如果电机正常转动了，说明该线圈是 A 相的另一个线圈；如果电机不转，将这个线圈的正负对调后再试一次，如果电机还不转，说明该线圈是 B 相的另一个线圈。
D．用上述同样方法，可以确定最后一个线圈的极性。
四相八线步进电机的接法为：F1、F2 接励磁电源，H1 和 C1 用连线连起来，H2、C2 接直流电源；如果需要反转，只需改换连线——将 H1 和 C2 连起来，H2、C1 接直流电源即可，如图 10 所示。
图 10 四相八线步进电机接法
五、四相八线与两相四线步进电机的区别
两相步进电机在定子上只有两个绕组、有四根出线，整步为 1.8°、半步为 0.9°，在驱动器中只要对两相绕组电流的通断和电流方向进行控制即可；而四相步进电机在定子上有四个绕组、有八根出线，整步为 0.9°、半步为 0.45°，驱动器中需要对四个绕组进行控制，电路相对复杂，如图 11 所示。
图 11 四相八线与两相四线步进电机对比