步進電機相數與特性

現以兩相與三相步進電機為例詳細說明步進電機的相數與特性的關系。相數與特性綜合概述為：

高分辨率

根據式θs=180°/PNr，步距角為180/PNr，故相數P越大，角分辨率越高。提高分辨率，可以提高定位控制精度，改善低速失步，使多相控制成為可能，并且可以改善阻尼（改善制動性能，減小停止時的超調量和制動時間）。詳細說明在驅動技術部分。

低振動

如下圖，表示的是兩相和三相步進電機的轉矩波動，相數愈多，換相的兩相繞組動態轉矩曲線的交點轉矩值Tg與最大靜態轉矩Th的相對誤差愈小。Tg為電機所帶負載轉矩的下限值，（Th— Tg）/Th為轉矩波動的相對誤差，相數越多，此值越小，對降低振動越有利。亦即，相數越多，電機產生的轉矩波動幅值越小，頻率越高，產生的振動越小（有關說明在后面章節）。

高轉速

多相步進電機的優點是能高速響應。步進電機為同步電機，繞組電流頻率與轉子速度成正比例，若電機高速運轉，則繞組電流角頻率ω增加，使繞組電感L產生的電抗ωL加大，從而降低電流，致使轉矩下降。

當用數千pps驅動步進電機時，電機繞組阻抗Z與直流電阻相比，電抗ωL將大幅增加。當電機高速運轉時，如電壓V一定，則電機相電流為V/ωL。機械角速度ωm為ω=Nrωm，則對相同機械角速度的電機，電流與Nr成反比。

根據式θs=180°/PNr，兩相Nr=50時，步距角為1.8°；五相Nr=20時，步距角為1.8°。當這兩種步進電機以相同的轉速高速旋轉時，五相繞組的電流是兩相的2.5倍，因為電流小則轉矩小，所以五相的轉矩比兩相的要大。

影響兩相步進電機負載力變化的因素：

步進電機電感線圈具有一定的電感，因為步進電機的每相繞組是一個電感線圈。而電感有延緩電流變化的特性。當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高，反向電動勢越大。通俗地講，當低頻時每相繞組通電時間和斷電的時間比擬長，大于線圈的時間常數，線圈來得及獲得較高電流。而高頻率時每相繞組通電時間和斷電時間都很短，遠小于線圈的時間常數，線圈獲得的電流就很小。而轉矩近似地與電流的平方成正比，這樣頻率越高，繞組中的平均電流越小，電機的平均轉矩大大下降，負載能力也就大大下降了。