下面討論三相電機的轉矩特性,由于其電流波形近似為正弦波,現將細分驅動時的轉矩與兩相電機比較來看。如增加細分的細分數,電流波形能近似正弦波,磁通的高次諧波的影響更明顯。兩相電機細分時的轉矩磁通是不含高次諧波的正弦波,如式前一篇中的t2=iφsinδ所示。下圖是對其磁通含三次諧波時的細分兩相電機與三相電機轉矩進行比較。
三相電機的各相轉矩與兩相電機的曲線相同,用下圖式1表示。交鏈磁通能用基波與奇數次高次諧波之和表示(偶數次的高次諧波與線圈交鏈時會抵消,不會變成交鏈磁通),基波與三次諧波之和如下圖所示。
以上各相的交鏈磁通用“式2”表示,電流i用“式3”表示:
上式中,k1、k3為基波和三次諧波的系數。
轉子以同步速度轉動,下式成立:
θ=ωt-δ
根據以上式子,各相轉矩合成的三相電機轉矩如下式所示:
即三相電機的轉矩k3項消去,不受磁通三次諧波的影響,不含成為一恒定轉矩。
另一方面,兩相電機的情形也同樣變成如下式所:
根據上式,兩相合成轉矩的兩相式細分驅動時的轉矩t2變成下式:
根據上式,第1項為一恒定轉矩,第2相為含ω的振動轉矩。據此看出,兩相電機的轉矩依據磁通的三次諧波,包含含有電流頻率的振動轉矩。亦即兩相電機受到磁場的三次諧波的影響,而三相電機的三次諧波由三相電機的構造抵消,與兩相電機相比,三相電機可以制造出低振動的步進電機。