Шаговый двигатель — это двигатель с разомкнутым контуром управления, который преобразует импульсный электрический сигнал в угловое или линейное перемещение. В отсутствие потерь шагов скорость и положение остановки двигателя зависят от частоты и количества импульсов, а не от изменения нагрузки. Когда шаговый двигатель получает импульсный сигнал, он поворачивается на фиксированный угол (угол шага) в соответствии с заданным направлением. Угловое перемещение и скорость двигателя можно регулировать, управляя количеством и частотой импульсов, что позволяет достичь точного управления с разомкнутым контуром. Однако между фактическим углом поворота шагового двигателя и теоретическим расстоянием шага возникают некоторые погрешности. При этом количество шагов в каждом цикле работы шагового двигателя одинаково. В отсутствие потерь шагов погрешность не накапливается в течение длительного времени.
Как предотвратить потерю шага в шаговом двигателе, как описано выше? Прежде всего, нужно понять, почему шаговый двигатель теряет шаг?

1. Ускорение ротора медленнее, чем вращающееся магнитное поле шагового двигателя. Другими словами, когда скорость вращения ротора ниже скорости коммутации, двигатель теряет шаг. Причина в том, что потребляемая мощность двигателя недостаточна, и создаваемый крутящий момент не успевает за скоростью вращения ротора и магнитным полем статора, что приводит к потере шага.
2. Средняя скорость вращения ротора выше средней скорости вращения магнитного поля статора. Для возбуждения статора требуется больше времени, чем для шагового двигателя. Ротор получает слишком много энергии в процессе шагового движения, в результате чего крутящий момент, создаваемый двигателем, становится слишком большим, и двигатель начинает работать в режиме шагового движения.
3. Инерция нагрузки шагового двигателя велика.
4. Резонанс создается шаговым двигателем.

На самом деле, причиной потери шагов шаговым двигателем является неправильный выбор драйвера. Только правильный и подходящий драйвер позволяет двигателю в полной мере использовать преимущества точного управления. Выбор правильного драйвера требует, чтобы его ток был больше или равен току двигателя. Если требуется низкий уровень вибрации или высокая точность, можно использовать драйвер с раздельным управлением. Для двигателей с большим крутящим моментом по возможности используются высоковольтные приводы для достижения хороших высокоскоростных характеристик. В то же время, в качестве источника питания для драйвера многие используют импульсные источники питания. Однако, как правило, лучше не использовать импульсные источники питания, особенно для шаговых двигателей с большим крутящим моментом, если только их мощность не более чем в два раза превышает требуемую. Когда двигатель работает, он представляет собой большую индуктивную нагрузку, и источник питания мгновенно создает высокое напряжение. Импульсные источники питания плохо справляются с перегрузкой и автоматически отключаются. Кроме того, точная стабилизация напряжения не требуется. Иногда это может привести к повреждению импульсного источника питания и драйвера. Для питания шагового двигателя источник постоянного тока можно заменить обычным тороидальным или R-образным трансформатором.
Резонанс шагового двигателя возникает, когда частота импульсов двигателя равна его собственной частоте, а частота связана с частотой дискретизации привода. При использовании шагового двигателя очень важна способность привода к дискретизации. Чем меньше диапазон резонанса, тем лучше. Большие нагрузки приводят к перегрузке шагового двигателя. В этой ситуации следует избегать перегрузки двигателя во время эксплуатации.