Schrittmotoren werden mit Stromimpulsen angesteuert und wandeln diese in definierte Winkeldrehungen des Läufers um. Je nach Konstruktion des Motors und Art des Stellgerätes (Ansteuerung) ist eine volle mechanische Umdrehung des Läufers in eine feste Anzahl von Winkelschritten aufgeteilt. Durch Vorgabe entsprechender Stromimpulse wird der Läufer in eine gewünschte Position gedreht. Schrittmotoren können deshalb ohne Lagegeber Positionieraufgaben übernehmen und sind deshalb kostengünstig.
Der Läufer trägt keine elektrischen Wicklungen. Der Schrittmotor ist damit praktisch wartungsfrei.

Funktionsprinzip

Der Ständer eines Schrittmotors besitzt mindestens 2 Wicklungen auf ausgeprägten Polschuhen.
Der Läufer des Schrittmotors hat magnetische Vorzugsrichtungen. Diese werden entweder durch Permanentmagnete auf dem Läufer (siehe Animation) oder eine starke Nutung des Läufers erreicht. Werden die Ständerwicklungen von einem Strom durchflossen, entsteht im Motors ein Magnetfeld. Der Läufer reagiert und führt eine Drehbewegung aus. Die Drehbewegung endet, wenn sich der Läufer entsprechend dem im Ständer erzeugten Magnetfeld ausgerichtet hat.

In der Animation wird ein Läufer mit Permanentmagneten verwendet. Die Permanentmagnete sind so ausgeführt, dass 3 Polpaare entstehen. Nordpol und Südpol wechseln sich auf dem Umfang des Läufers gleichmäßig ab.

Die Wicklungen des Ständers werden nacheinander jeweils mit einem positiven oder negativen Strom beaufschlagt oder stromlos geschalten:

Bei jeder Änderung des Stromflusses dreht sich das Magnetfeld im Ständer weiter. Der Läufer folgt dem Magnetfeld, richtet sich entsprechend neu aus und vollzieht eine Drehbewegung von 30°. Die Schrittweite des Schrittmotors in der Animation beträgt demnach 30°. Durch die Anordnung weiterer Nord- und Südpole auf dem Läufer könnte die Schrittweite verringert werden. Üblich sind Schrittweiten von 2° bis 15°

Durch Verändern der Reihenfolge, in der die Wicklungen des Ständers mit positiven und negativen Strömen beaufschlagt werden, ist die Drehrichtung des Läufers steuerbar.
In der Praxis werden die Ständerwicklungen im allgemeinen bipolar (Stromfluss in positive und negative Richtung) angesteuert. Das Stellgerät steuert den Stromfluss dabei lediglich in seiner Richtung. Anwendungen, bei denen durch Bestromung mehrerer Wicklungen und Steuerung des Strombetrages auch Zwischenschritte realisiert werden können, sind ebenfalls bekannt. Diese Betriebsweise wird als Mikroschrittbetrieb bezeichnet und kommt dann zum Einsatz, wenn ein sehr ruhiger Lauf des Motors erforderlich ist.

Wirkt auf den Läufer des Schrittmotors ein Lastmoment, wird er aus seiner Ruhelage ausgelenkt. Die Auslenkung bewirkt, dass sich ein motorisches Moment aufbaut, das das Lastmoment kompensiert. Es ergibt sich damit eine belastungsabhängige Abweichung des Läufers von seiner Sollposition. Überschreitet das Lastmoment den maximal zulässigen Wert, folgt der Läufer nicht mehr dem Ständerfeld und es kommt zu Schrittverlusten. Dieser Zustand ist durch entsprechende Auslegung des Schrittmotors zu vermeiden.

Auftretende mechanische Reibung verhindert, dass sich der Läufer exakt auf das Magnetfeld ausrichtet. Es entsteht bei jedem Schritt eine Abweichung von der Ideallage, die als Positioniergenauigkeit im Datenblatt des Schrittmotors angegeben wird.