Частью статора являются обмотки шагового двигателя. Зубчатый блок из магнитномягкого материала расположен на роторе двигателя с переменным магнитным сопротивлением или же постоянный магнит. Коммутация обмоток производиться внешними схемами. В большинстве случаев система шагового двигателя – это такой контроллер, имеющий возможность выводить ротор в фиксированную позицию, другими словами замкнутую по положению систему. Цикличность ротора зависит от его геометрии.

 Отличия, принципы действия и типы шаговых двигателей для удобства разделены на три раздела:

- отличия  биполярного от униполярного ШД в принципе управления и конструкции;

- реактивные шаговые двигатели и шаговые синхронные двигатели активных типов, принцип действия и их назначение;

- линейные и индукторные (или гибридные) шаговые синхронные двигатели, и их режимы работы.

Различия между биполярным от униполярного шагового двигателя заключается в принципе управления и конструкции. В основном принцип действия их одинаковый, и большинство контроллеров могут работать с этими типами двигателей. Отличие их заключается, во-первых, во время одного оборота ротора, дискретный (шаговый) режимы работы шагового двигателя, совершает n-шагов, а во-вторых, в плавности вращений синхронного двигателя. В системе управления серводвигателей необходимо применять датчик по положению или по скорости обратной связи, которые используется обычно в качестве sin/cos энкодер или резольвер.

Шаговые двигатели используются преимущественно в системах в которых отсутствует обратная связь, во время движения при небольших ускорениях , а синхронные сервомоторы — в высокодинамических скоростных системах. Шаговые двигатели делят на двигатели гибридные с переменным магнитным сопротивлением и на двигатели с постоянными магнитами, которые, как правило, имеют 2-е независимые обмотки, в которых может отсутствовать или присутствовать срединный отвод (рисунок 1).

Конструкция униполярных шаговых двигателей с постоянными магнитами сложнее, чем биполярные и гибридные двигатели, обмотки в них имеют центральный отвод, а биполярные не имеют (рисунок 2). За счет этого упрощения приходится жертвовать сложной реверсированной полярностью каждой пары полюсов его мотора. У шаговых двигателей имеется большой диапазон угловых разрешений. Обычно моторы более грубые вращаются на 90° за шаг, а разрешение прецизионные двигатели имеют — 0,72° или 1,8° на шаг.

Когда контроллер позволяет, то можно использовать полушаговый режим или режим с мелким дроблением шага (режим микрошаговый), в то время как дробные значения напряжений подаются на обмотки, в основном формирующиеся за счет ШИМ-модуляции.

Можно использовать возбуждение одной обмотки в процессе управления, тогда ротор поворачиваться будет на точный (фиксированный) угол, который в точке равновесия удерживается, пока внешний момент не будет превышать момента удержания двигателя. Чтобы правильно управлять биполярным шаговым двигателем, то для этого нужна электрическая схема, выполняющая функцию старта, изменения скорости, стопа и реверса.

Шаговый двигатель в движении показывает последовательность цифровых переключений. Магнитное поле, вращаясь, обеспечивает на обмотках соответствующие переключения напряжения. Потом за этим полем начнет вращение ротор, который соединен с выходным валом двигателя посредством редуктора. Современные характеристики электронных применений соответствуют возрастающим требованиям высокопроизводительных компонентов, которые содержит каждая серия.

Для биполярного шагового двигателя схема управления требует наличия для каждой обмотки мостовой схемы, а также она позволяет менять полярность независимо от напряжения на каждой обмотке.

Для режима с единичным шагом последовательность управления показана на рисунке 3.

Для полушагового управления последовательность показана на рисунке 4.

Скорость максимального движения определяется  благодаря физическим возможностям шагового двигателя, она регулируется с помощью изменения размера шага. Чем больше скорость движения, тем больше крупные шаги.

Для перемещения заданного угла или его отработки в системах управления электроприводами используют положение датчика обратной связи по углу исполнительного двигателя или его выходного вала. Предположим, что необходимо синхронный шаговый двигатель использовать в качестве двигателя исполнительного, то в таком случае, можно будет облегчить систему управления двигателем и обойтись без датчика обратной связи, и поэтому пропадает необходимость использовать в ней цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей. Синхронными двигателями называют шаговые двигатели, преобразующие команду, которая задана в виде импульсов, подвижных частей двигателя без датчиков обратной связи в фиксированное положение, а также в точный (фиксированный) угол поворота двигателя. Шаговый двигатель в пределах 1-го оборота имеет не менее 2-х положений ротора устойчивого равновесия , а его мощность лежит в диапазоне от 1 ватт до 1-го киловатта.

Управление напряжением питания обмоток шагового двигателя представляется в виде последовательности двуполярных или однополярных прямоугольных импульсов, которые поступают от электронного коммутатора. Частота переключений электронного коммутатора соответствует частоте вращения двигателя, а число переключений коммутатора соответствует результирующему углу.