為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)小型化并增加轉(zhuǎn)矩，有必要不斷提高主要用于PM型和HB型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中的永磁體的性能。

下圖（a）顯示了如何在直流電動(dòng)機(jī)中使用永磁體，而（b）顯示了如何在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中使用永磁體。

根據(jù)弗萊明（Fleming）的左定律，可以獲得直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，如圖（a）所示。

T=2NIBLr

公式中，I是線圈電流，B是永磁體產(chǎn)生的磁通密度，L是線圈永磁體的有效軸長(zhǎng)，r是轉(zhuǎn)子半徑，N是一個(gè)數(shù)。線圈

將直流電動(dòng)機(jī)的永磁體安裝在定子中以產(chǎn)生勵(lì)磁密度B。

與直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相比，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正好相反。永磁體安裝在步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)，以便磁通量從轉(zhuǎn)子的N極流出，穿過(guò)氣隙，定子鐵心，然后返回S，如圖（b）所示。在S極下方的氣隙中，轉(zhuǎn)子的磁極形成閉合的磁路。勵(lì)磁線圈纏繞在定子磁極上，并且磁通Φ和磁極的相應(yīng)磁通密度B穿過(guò)轉(zhuǎn)子。定子在轉(zhuǎn)子軸線方向上的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)。圖（b）顯示了兩相PM步進(jìn)電機(jī)的單相結(jié)構(gòu)。

在圖（b）的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，永磁體作為電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁磁極安裝在轉(zhuǎn)子中，稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)磁極型。因此，圖（a）所示的電動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)電樞型，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩如下：

T=E0I/ωm

公式中，E0是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，I是電流，ωm是機(jī)械角。

上面的公式是由永磁體激勵(lì)的步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，因此我們有以下公式：

在公式中，Φ是互連的磁通量，θ是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角，ω是電角速度，N是轉(zhuǎn)數(shù)。相線圈。 E0=NdΦ/dt由法拉第定律得出。 θ=ωt是機(jī)械角和電角之間的關(guān)系。將上面的公式替換為T(mén)=E0I /ωm，我們可以得到以下公式。

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由永磁體產(chǎn)生的互連磁通量的變化率和流過(guò)永磁體的電流的乘積產(chǎn)生的。線圈作為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖（b））含義如下：

如果用T=E0I /ωm替換E0，則單相轉(zhuǎn)矩將為以下公式：

T1=2NIBLr

根據(jù)圖（b），由永磁體激勵(lì)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為（T1=2NIBLr），當(dāng)Nr=1時(shí)，轉(zhuǎn)矩公式為直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式（T=2NIBLr） ）電機(jī)B的氣隙磁通量等于步進(jìn)電機(jī)互連磁通量的有效等效部分之和。鐵心中心的磁通密度是無(wú)效的，因?yàn)樗欠€(wěn)定的磁通。