Der unipolare Schrittmotor ist ein Zweiphasen-Schrittmotor mit 50 Prozent Effizienz. Der unipolare Schrittmotor hat zwei Wicklungen für jede Phase, damit der elektrische Strom in jeder Wicklung nur in eine Richtung fließen kann. Dies steht im Gegensatz zur Konstruktion mit einer Wicklung pro Phase eines bipolaren Schrittmotors, die erfordert, dass der elektrische Strom in beide Richtungen fließt. Der unipolare Schrittmotor wird mit 50-Prozent-Wirkungsgrad bezeichnet, da er doppelt so viel Draht verbraucht wie ein bipolarer Schrittmotor ähnlicher Größe, aber gleichzeitig nur die Hälfte der Wicklungen erregt.
Dieser Schrittmotortyp hat den einfachsten Schaltplan aller Zweiphasen-Schrittmotoren. Jede Phase des unipolaren Schrittmotors besteht aus zwei Wicklungen mit gemeinsamer Masse, was zu drei Leitern pro Phase führt. In den meisten Fällen werden die gemeinsamen Masseleitungen der Phasen im Motor gepaart, was zu fünf externen Leitungen für einen zweiphasigen unipolaren Schrittmotor führt.
Durch die kontrollierte Bestromung der Wicklungen über eine Steuerschaltung benötigt die unipolare Schrittmotorschaltung keine Bürsten, die bei Motoren mit Gleichstrom (DC) verwendet werden, und die Drehrichtung der Welle kann leicht geändert werden. Unter Verwendung einer externen Steuerschaltung können die Erregungszyklen der Wicklungen zeitlich so gesteuert werden, dass sich der unipolare Schrittmotor um eine genaue Anzahl von Schritten vorwärts oder rückwärts bewegen kann. In Kombination mit anderer Technologie kann der unipolare Schrittmotor für die Erstellung von Heimrobotik, arduino-gesteuerten Projekten und anderen Projekten verwendet werden, die präzise getaktete Winkelbewegungen erfordern.
Da die Wicklungen des unipolaren Schrittmotors einzeln über eine Steuerschaltung erregt werden, werden die einzelnen Wicklungen magnetisch aufgeladen. Diese elektromagnetische Ladung zieht die Zähne des Zahnrads zur Wicklung und in den Bereich der nächsten Wicklung. An diesem Punkt wird der Strom zur ersten Wicklung von der Steuerschaltung unterbrochen und zur nächsten Wicklung in der Reihe geleitet. Wenn der Strom von einer Wicklung zur nächsten geschaltet wird, folgen die Zähne des Zahnrads dem Magnetfeld und machen den Schritt zur nächsten Wicklung, wo das Zahnrad ruht, bis der Vorgang wiederholt oder umgekehrt wird.
Bei einem Schrittmotor werden Geschwindigkeit, Drehmoment und Bewegungsrichtung von der Controller-Schaltung gesteuert, was diesen Motoren ein breites Spektrum an Fähigkeiten verleiht. Der Schrittmotor funktioniert in einzelnen Schritten, sodass er anstelle der sanften Rotation eines Gleichstrommotors mehr Geräusche und Vibrationen erzeugt als vergleichbare Gleichstrommotoren. Andererseits ist der unipolare Schrittmotor wartungsarm, da keine Bürsten verschleißen und er kontrolliert, variable Bewegungen erzeugt, die mit einem Gleichstrommotor nicht möglich sind.