三相混合式步進電機的工作原理十分類似于交流永磁同步伺服電機。其轉子上所用永磁磁鐵同樣是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在轉子上產生的感應電流對轉子磁場的影響可忽略不計。在結構上，它相當于一種多極對數的交流永磁同步電機。由于輸入是三相正弦電流，因此產生的空間磁場呈圓形分布，而且可以用永磁式同步電機的結構模型(圖1)分析三相混合式步進電機的轉矩特性。為便于分析，可做如下假設：

a.電機定子三相繞組完全對稱；
b.磁飽和、渦流及鐵心損耗忽略不計；
c.激磁電流無動態響應過程。

U、V、W 為定子上的3 個線圈繞組，3 個線圈繞組的軸線成 120°。電機單相繞組通電的時候，穩態轉矩可以表達為：T=f(i,theta) 。其中，i 為繞組中通過的電流；theta為電機轉子偏離參考點的角度。由于磁飽和效應可以忽略不計，并且轉子結構是圓形，其矩角特性為嚴格的正弦，

即：T=k *I*sin（theta），k 為轉矩常數

若理想的電流源以恒幅值為I 的三相平衡電流iU、iV、iW 供給電機繞組，即：

iU=I*sin(wt)
iV=I*sin(wt+2*PI/3)
iW =I*sin(wt+4*PI/3)

則電機各相電流產生的穩態轉矩為：

TU=k*I*sin(wt)*sin(theta)
TV=k*I*sin(wt+2*PI/3)*sin(theta+2*PI/3)
TW=k*I*sin(wt+4*PI/3)*sin(theta+4*PI/3)

穩態運行時，theta=wt，則三相繞組產生的合成轉矩為：

T=TU+TV+TW=3/2*k*I*sin(PI/2-wt+theta)=3/2*k*I

以上分析表明，對于三相永磁同步電機，當三相繞組輸入相差 120°的正弦電流時，由于在內部產生圓形旋轉磁場，電機的輸出轉矩為恒值。因此，將交流伺服控制原理應用到三相混合式步進電機驅動系統中，輸入的220V 交流，經整流后變為直流，再經脈寬調制技術變為三路階梯式正弦波形電流，它們按固定時序分別流過三路繞組，其每個階梯對應電機轉動一步。通過改變驅動器輸出正弦電流的頻率來改變電機轉速，而輸出的階梯數確定了每步轉過的角度，當角度越小的時候，那么其階梯數就越多，即細分就越大，從理論上說此角度可以設得足夠的小，所以細分數可以是很大，而交流伺服控制的每步角度與反饋的編碼器的精度有很大的關系，一般使用的為2500線，所以每一步轉過的角度僅為0.144度，而此方法控制的步進電機，比如其細分數為10000，則每一步轉過的角度為0.036度，所以比一般的伺服控制精度高很多。當然，步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢，頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，從而導致力矩下降，通過恒流方式可以使在電機低頻和高頻時保持同樣的相電流從而使高頻的力矩特性有所改善，這只能是在低速時，所以其綜合性能（高低速噪聲，高速力矩，高速平穩性等）很難趕超交流伺服控制系統。

三相混合式步進電機一般把三相繞組連接成星形或者三角形，按照電路基本定理，三相電流之和為零。即IU+IV+IW =0 。所以通常只需產生兩相繞組的給定信號，第三相繞組的給定信號可由其它兩相求得。同樣，只需要對相