Ein Schrittmotor ist ein elektrisches Gerät, das die volle Umdrehung des Motors in einzelne Teile aufteilt, die als Schritte bezeichnet werden. Im Allgemeinen sind diese Motoren bürstenlos, um eine synchrone Drehung zu ermöglichen und ohne den Eingang einer externen Quelle am Getriebe selbst zu arbeiten. Sie funktionieren durch die Verwendung von Elektromagneten, die an verschiedenen Stellen um die Welle herum angeordnet sind und jeweils mit Zähnen graviert sind. Diese Zähne passen zu den Zähnen, die auf dem Zahnrad selbst platziert sind. Wenn sich das Zahnrad dreht, passt ein Abschnitt mit den Zähnen des ersten Elektromagneten zusammen, wodurch die Zähne von den anderen Elektromagneten versetzt werden und dieser Vorgang während der Drehung wiederholt wird.
Das allgemeine Prinzip von Schrittmotoren besteht darin, jede Drehung in eine bestimmte Phase zu verschieben. Jede Schrittmotorphase wird durch Ein- und Ausschalten des Elektromagneten in einem wiederholten Muster gesteuert. Das bedeutet, dass Schrittmotoren im Gegensatz zu Gleichstrommotoren (DC) mit Bürsten, die über eine Spannung gesteuert werden, nur an der Welle selbst geladen werden müssen.
Innerhalb des Gerätedesigns gibt es drei Arten von Schrittmotor-Steuerungsmechanismen. Ein Format verwendet einen Permanentmagneten, der sich innerhalb des Rotors befindet, um die Elektromagnete zu steuern, indem eine Anziehung und Abstoßung auf das Zahnrad erzeugt wird. Andere verwenden eine magnetische Steuerung an der Welle selbst und ziehen das Zahnrad im Wesentlichen in entgegengesetzter Weise zum vorherigen Format in Richtung der Welle. Noch eine andere Konstruktion ist eine Kombinationstechnik, die magnetische Reaktionen von sowohl dem Zahnrad als auch der Welle verwendet.
Einige der negativen Eigenschaften von Schrittmotoren machen sie im Bereich der Bewegungssteuerung einzigartig. Erstens erfordert ein Schrittmotortreiber zum Betrieb eine konstante Stromquelle. Darüber hinaus bedeutet die Physik des Geräts, dass mit zunehmender Drehzahl des Getriebes das tatsächliche Drehmoment abnimmt. Dies führt zu einer Situation, in der der Motor zu vibrieren beginnt, die nur durch Hinzufügen eines Dämpfers an der Welle selbst kontrolliert werden kann. Eine Möglichkeit, diesen Gesamteffekt abzuschwächen, besteht darin, dem System mehr Elektromagnete hinzuzufügen, wodurch die Anzahl der Schritte erhöht und die Vibrationen verringert werden.
Die meisten modernen Schrittmotoren werden über ein Computersystem gesteuert, das durch digitale Befehle die richtige Positionierung beibehält. Sie können aufgrund des fehlenden Spannungsbedarfs am Getriebe selbst viel kleiner ausgelegt werden als Gleichstrommotoren. Beispiele für kleine Schrittmotoren, die in modernen Geräten verwendet werden, umfassen solche in CD-Laufwerken, Computerdruckern und anderen präzisionsgesteuerten Geräten, die kleine detaillierte Aktionen erfordern, um richtig zu funktionieren.