步進電機因其價格低廉，堅固耐用，簡單，在啟動時和低速時具有高扭矩，幾乎不需要維護而可以在開環控制系統中運行，因此仍然很受歡迎。
步進電機將整個旋轉分為多個相等的步長。只要根據扭矩和速度仔細選擇適合應用的尺寸，就可以使電動機的位置移動并保持在這些步驟之一。保持轉矩是將固定式步進電機軸推到位所需的旋轉力的量度。保持轉矩(T)是電動機轉矩常數(KT)與施加到定子繞組的電流(i)的乘積。
T = KTi
在大多數應用中，電子驅動器控制步進電機。他們采用脈沖寬度調制(PWM)技術來監視定子電流并施加適當的電壓以達到所需的電流和扭矩。當電動機靜止時，驅動器僅需要使用足夠的電壓來克服定子線圈的電阻(也稱為電動機相)。這由歐姆定律描述，該定律將電壓計算為電流(以安培為單位)乘以電阻(以歐姆為單位)。如果電壓增加，電流也會增加，但是如果電阻增加，電流會減少。
V = iR
由于大多數高性能步進電機的相電阻都很低，因此驅動器不需要太多電源電壓即可將電機固定在適當的位置。在實際應用中，電機不會永遠保持靜止狀態。它用于移動負載。以特定速度移動物體需要以該速度提供動態扭矩。步進電機不會從靜止狀態立即更改為給定速度。它們必須加速，就像駕駛員踩油門踏板時逐漸提高速度一樣。為了使車輛更快地加速，需要更多的汽油。遵循牛頓的定律F = ma，步進電機也類似。以下是用旋轉術語表示的牛頓定律的公式，其中轉矩(T)與轉子，負載慣量(J)和角加速度(A)成正比：
T = JA
要管理更大的負載或更快地加速，需要更大的扭矩。但是，步進電動機的動扭矩隨著速度的增加而減小，因為當電動機開始運動時，它就變成了發電機。隨著轉子磁場在定子線圈之間移動，電機端子上會出現電壓。驅動器必須向電動機施加額外的電壓以克服該電壓，稱為反電動勢，這是電動機速度(w)和電壓常數(KE)的乘積。同樣，定子線圈與所有線圈一樣，具有抵抗電流變化的電感。當定子電流變化以保持轉子轉動時，必須使用更多的電壓來克服電感(L)。運動中的電動機的電壓方程為：
V =KE?+ iR + L(di / dt)
PWM驅動器將增加施加到電動機的電壓，以保持電流和轉矩恒定。在某種速度下，電源將沒有足夠的電壓，并且電動機電流將開始下降。轉矩隨電流下降。如果使用更高電壓的電源，則動態轉矩在較高速度下仍保持平坦(請參見圖1)。
圖1
確定應用程序大小的過程涉及計算移動負載所需的所需扭矩和速度范圍。例如，如果應用程序需要80盎司。如果轉矩高達10轉/秒(rps)，則該電動機可以使用24 V電源(見圖2)。
圖2
如果我們需要走得更遠和更快，則可能會加速到80盎司英寸。在20 rps。電機需要48 V電源(請參見圖3)。
圖3
