步进电动机的种类很多，从结构上分为三类，即永磁式步进电动机、反应式步进电动机、混合式步进电动机。

（1）永磁式步进电动机。定子由硅钢片叠成，绕有线圈，转子由永磁体构成，充磁后形成多对磁极，其步矩角大、启动频率低、有定位转矩。

（2）反应式步进电动机。定、转子都由硅钢片叠成，如图2.1所示，图2.1中为三相反应式步进电动机，定子上有6个均匀分布的磁极，每个磁极上又有5个小齿，齿距相等，齿间夹角为9°，每个磁极上绕有线圈，在直径相对的两个极上的线圈串联，转子上无绕组，只有均布的40个小齿，定子磁极上的齿与转子上的齿依次错开1/3齿距。

（3）混合式步进电动机。结构与反应式基本相同，只是转子分成几段，每段之间放有轴向充磁的永磁体，可以降低启动频率，增大转矩。

图2.1　三相反应式步进电动机结构图

近年来步进电动机发展成了直线步进电动机和平面步进电动机等两种类型。其中反应式步进电动机以结构简单、适用范围广等特点而得到普及，而其他类型步进电动机都是在此基础上衍变而来的，所以在这里仅以三相反应式步进电动机为例，分析相关性能及工作原理。如图2.2所示是步进电动机简化的模型。当A相控制绕组通电，B、C两相均不通电时，A相的两个极与转子的两个齿之间产生吸力并对齐，如图2.2（a）所示。若A相控制绕组断电，B相通电时，转子在反应转矩作用下逆时针转过30°，这个角度称为步矩角（常用θs来表示），使转子2、4的轴线与定子B相极轴线对齐，即转子走了一步，依次轮流通电，转子就沿着A→B→C的方向旋转。其转速取决于各相控制绕组通电与断电的频率，旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序。

图2.2　三相反应式步进电动机原理图

从一相到另一相的通电换接，转子转过一个步距角，称为一拍。上述三相反应式步进电动机当每次只有一相通电，在一个循环周期内换接三次，称为三相单三拍运行。(www.daowen.com)

如果通电方式按AB→BC→CA的顺序，每次接通两相绕组，称为三相双三拍运行，步距角θs=30°。当按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电，则一个循环周期内换接六次，称为三相六拍运行，此时步距角θs=15°。

步进电动机的步距角越小，控制精度越高，所以尽量采用多拍运行方式，还可增大转矩。

上述仅是简化的模型，实际步进电动机的步距角很小。如图2.3所示是三相步进电动机定、转子展开图。

图2.3　定、转子齿的相对位置展开图

由此可见，步进电动机的转子每转过一个齿距，相当于空间上转过360°/z，则每一拍转子转过的角度是齿距角的1/N，其中N为运行拍数，因此，实际步进电动机的步距角为设步进电动机的脉冲频率为f，则转速为

式中：f的单位为Hz。

可见反应式步进电机的转速与拍数N、转子齿数z及脉冲的频率有关。当转子齿数设定后，改变脉冲的频率可以改变电机的转速。