步进电机的基本特性包括电机的静态特性、连续运动特性(动态特性)、电机启动特性和电机制动特性(暂态特性)。下面分别介绍:

当步进电机的线圈通过直流电时，带负载转子的电磁转矩（与负载转矩平衡产生的恢复电磁转矩称为静态转矩或静态转矩）与转子功率角之间的关系称为角度-静态转矩特性，这是电机的静态特性。如下图所示：

步进电机的基本特性：静态、动态、暂态特性

由于转子是永磁体，产生的气隙磁密度是正弦分布，所以理论上，静态扭矩曲线是正弦波。这个角度-静态扭矩特性是步进电机产生电磁扭矩能力的重要指标。最大扭矩越大越好，扭矩波形越接近正弦越好。事实上，在磁极下有一个槽扭矩，这使得合成扭矩变形。例如，如果两相电机的槽扭矩为静态扭矩角度周期的4倍，并添加到正弦的静态扭矩中，则上图所示的扭矩为：

负载扭矩是电磁扭矩的负载(如弹簧力或重物的提升力等。).如果电机减速机一体机向前和向后移动，将产生2θL提高位置精度的角度偏差，θL要小，因此，依据式θL=(2θM/π)arcsin(TL/TM)，应选择最大静态扭矩Tm大，步距角θs小步进电机，即高分辨率电机。θs=π/(2Nr)可知，要使θs越小，Nr越大越好。

此外，高分辨率步进电机的转子结构大致分为PM型，VR型，HB有三种类型，其中HB类型分辨率最好。

由于PM类型定子磁极是爪级结构之间的关系，定子磁极的增加受到机械加工的限制。HB型转子表面无齿，N极和S极在转子表面交替磁化，因此极数是极对数Nr，转子磁极也是如此Nr还受到充磁机械的限制。VR型转子齿数和HB类型相同时，因为不使用永磁体，虽然有相同的Nr，但是步距角θs为HB类型的2倍，并且由于没有永磁极，最大转矩Tm比HB型小。

两相步进电机外径为42mm左右时，Nr=100齿，步距角0.9°，这是实际使用中最高的分辨率。Nr随着电抗的增大，转矩在高速下会下降。Nr=50，步距角为1.8°广泛使用的电机。HB类型结构，全步进状态步距角精度为3%，步进电机运行角度θ=nθs，每一步运行中没有累积误差，如果电机速度足够大，尽量提高n（θs为了提高高定位精度。

动态扭矩特性

动态转矩特性包括驱动脉冲频率-转矩特性和驱动脉冲频率-惯性特性。

脉冲频率-扭矩特性

脉冲频率-扭矩特性是选择步进电机的重要特性。电机减速机一体机如下图所示，纵轴为动态扭矩（dynamictorque），响应脉冲频率用于横轴和响应脉冲频率pps（pulsepersecond）作为一个单位，即每秒脉冲数表示。

步进电机脉冲频率-转矩特性

如图所示，步进电机的动态转矩包括失步转矩（pull-out-torque）和牵入转矩（pull-in-torque）两个扭矩。前者称为失步或失去扭矩，后者称为启动或牵引扭矩。牵引扭矩范围为自启动脉冲频率从零到最大或最大自启动频率区域。被卷曲线包围的区域称为自启动区域。电机同步进行正向和反向启动操作。牵引区和失步区之间有一个操作区域。电机可以在该区域同步连续运行，并带有相应的负载。超出范围的负载扭矩将无法连续运行，导致失步。步进电机由开环驱动控制。负载扭矩和电磁扭矩之间应有一个裕度，其值应为50%~80%。

0pps时间是相等的。随着控制脉冲频率的增加，负载能力会降低。在运行开始时，应缓慢增加控制脉冲频率，以便在低速运行时提供电机所需的加速扭矩，并利用低速下的大扭矩降低加速时间。步进电机定子线圈的电感设计越小，最大响应脉冲频率越大，从而将慢加速驱动转变为快加速驱动。

当步进电机在惯性负载下快速启动时，必须有足够的电机减速机一体机启动加速度。因此，如果负载的惯性增加，启动脉冲频率将降低。因此，在选择步进电机时，应综合考虑两者。

下面的纵轴是最大自启动频率，水平轴是负载惯性，曲线表示负载惯性与最大自启动脉冲频率之间的关系。PM类型爪极步进电机(两相，步距角7.5°）为例。负载PL下降，最大自启动脉冲频率PL与负载惯量Jc关系如下：

式中，JR步进电机转子惯量，Ps最大自动启动频率为空载。

临时扭矩特性

由于步进电机转子的惯性作用，即使空载运行一步，也会产生电机减速机一体机超越角度(over-shoot），并且在超越角和（under-shoot）它们之间来回振荡，减少后静止，这是步进电机的暂态响应特性。

步进电机的暂态特性如下图所示，纵轴取转子移动角度，横轴为时间。△T为上升时间，△θ稳定时间称为超越角和转子自由静止到设定位置的时间(通常是达到步距角出租车5%误差范围的时间)（settingtime）。

步进电机的基本特性：静态、动态、暂态特性

稳定时间越短，速度越快，步进电机的阻尼(制动)对于加快机构运行速度，缩短稳定时间非常重要。