1. 背景描述
步进电机是将绕组上所加脉冲电压通过电磁耦合原理转化为转子上的机械角位移或线位移的一种装置。
从步进电机的本体上来讲，主要围绕步进电机的静态性能来进行分析，其主要关注步进电机的结构设计、齿槽结构、主要尺寸以及生产成本。结合控制理论之后，会针对步进电机的动态性能进行分析，其在连续运行的过程中，存在温升过高、噪声过大等特点。
2. 技术难点
考虑到步进电机的磁路是轴向磁路，故步进电机的CAE分析，必须采用3D静态和3D瞬态分析。其中，3D静态分析主要是针对定位力矩、矩角特性、静力矩和绕组电流的关系、绕组电感和绕组电流的关系、绕组电感和转子位置的关系等开展分析；3D瞬态分析,主要是针对动态起动过程，最大起动频率等开展分析。
考虑到步进电机轴向磁通和齿数较多的情况，在CAE分析方面，存在以下几个难点：
网格量大，收敛困难
目前一些电磁软件在分析步进电机中都遇到困难，原因在于步进电机的结构，具有众多小齿和曲面，会极大增加剖分的网格量；同时在进行瞬态运动分析时，气隙重新划分的网格量也非常巨大。
计算速度
步进电机的有限元仿真模型必须采用3D模型，故分析速度是必须考虑的因素。