三相步进电机的工作原理是基于电磁铁之间的磁力相互作用，通过按特定顺序依次（或成对）给三个独立的定子绕组（A相、B相、C相）通电，产生一个旋转的磁场，吸引永磁体或导磁材料制成的转子转动一个固定的角度（步距角）。

以下是更详细的步骤分解：

1. 基本结构：

   • 定子： 由铁芯和绕在其上的三组独立的线圈（绕组）组成，分别称为A相、B相和C相。每组线圈绕在定子凸出的磁极（齿）上。
   • 转子： 通常由永磁体或高导磁材料的齿状结构（反应式电机）构成。永磁体转子具有固定的N/S极对。

2. 核心原理（以永磁体转子为例）：

   1. 初始状态： 假设不给任何绕组通电，转子处于静止状态。
   2. 第一步通电（例如，给A相通电）：
      • 电流流入A相绕组，在A相磁极上产生磁场（比如设定为北极）。
      • 转子的永磁体受到磁力作用，其最靠近A相的南极会被A相产生的北极吸引（其北极则被排斥），从而转子转动到某个位置，使其南极与A相的北极对齐。此时转子稳定在这一位置。这是一个步距。
   3. 第二步通电（例如，给B相通电，同时A相断电）：
      • A相断电，其磁场消失。
      • 电流流入B相绕组，在B相磁极上产生磁场（比如也设定为北极）。
      • 转子的南极（或其他位置的南极）会被这个新产生的B相北极吸引，同时被其北极排斥。为了达到新的平衡（磁场力最小），转子将顺时针或逆时针转动一个固定角度（步距角），使其南极与B相的北极对齐。转子再次稳定。这又是一个步距。
   4. 第三步通电（例如，给C相通电，同时B相断电）：
      • B相断电，磁场消失。
      • 电流流入C相绕组，在C相磁极上产生磁场（同样设定为北极）。
      • 转子受到磁力作用，再次转动一个步距角，使其南极与C相的北极对齐。
   5. 重复循环： 如果下一个通电状态又回到给A相通电（此时C相断电），转子将继续转动一个步距角，回到最初与A相稳定对齐的状态（或者转到一个新的位置，取决于通电顺序和设计）。

3. 旋转磁场的产生：

   • 按照 A → B → C → A ... 的单相励磁（也称单三拍）顺序通电，定子上产生的磁场依次在A→B→C→A...之间切换，形成每三步一个完整循环的跳跃式旋转磁场。转子跟随这个跳跃的磁场同步转动。
   • 为了提高精度和平稳性，常采用双相励磁（双三拍），如 AB → BC → CA → AB ...（其中AB表示同时给A相和B相通电）：
     • AB通电：A相和B相的磁场（都设定为N）共同作用，转子的南极会被“拉向”A相和B相磁场合成的中间位置。
     • BC通电：转子又被合成磁场吸引转动一个步距角。
     • 这种方式下，磁场在AB → BC → CA → AB...之间切换，同样形成一个旋转磁场，但每次转动角度与单相励磁相同（整步步距角）。
   • 更细分的半步驱动： 结合单相和双相励磁模式，例如 A → AB → B → BC → C → CA → A... 的顺序通电：
     • 第一步：单A相通电，转子与A相稳定对齐。
     • 第二步：AB双相通电，转子被拉到A相和B相之间的位置。
     • 第三步：单B相通电，转子被拉到与B相稳定对齐。
     • 依此类推...
     • 这种模式将每一步的角度减半（半步），显著提高了分辨率和平稳性（转子在一个整步的两点中间稳定一次）。

4. 关键点：

   • 步距角： 转子每改变一次通电状态所转过的角度。这是一个固定值，取决于电机的结构设计（定子齿数和转子磁极对数或齿数）。常见的步距角有1.8°（整步，200步/转）、0.9°（半步，400步/转）等。
   • 换相顺序： 控制器必须严格按照规定的相位顺序（A→B→C或AB→BC→CA等）和方向（决定正反转）发送电流脉冲。
   • 脉冲=步进： 每一个电脉冲信号，对应着一次换相操作和一次固定的机械角度转动。控制脉冲的数量和频率，就能精确控制电机转动的角度和速度。
   • 无传感器定位： 通过记录发出脉冲的次数，就能知道转子的确切位置，这是步进电机的一大优势。

总结来说：三相步进电机通过定子上的A、B、C三相绕组按特定时序（单相序、双相序或混合模式）依次通电，产生步进的旋转磁场，利用磁拉力驱动带永磁体（或齿槽结构）的转子精确地转动一个固定角度（步距角）。控制器发出的脉冲数量控制角度，脉冲频率控制转速。换相顺序决定转向。