直线电机是指一种利用电磁作用原理，将电能直接转换成直线运动动能的驱动装置，它是一种能实现往复直线运动的电动机。

直线电机无论是从结构上还是工作原理上看，都是从旋转电机而来的。首先从结构上来讲，可以认为直线电机是将旋转电机沿其轴向剖开，然后将其定子和转子展开。

直线电机的结构

直线步进电机的内部机械结构可以看作是将一台旋转式电机沿径向面进行剖开，并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中其内部的定子就相当于其直线电机当中的初级，其内部的转子相当于直线电机当中的次级，当向直线电机初级进行通入电流后，即就会在初次级之间的气隙当中产生行波的磁场，直线电机在行波磁场与次级的永磁体的相互作用下即就产生了驱动力，从而实现了连接直线电机的运动部件进行直线运动的目的。

直线电机工作原理

直 线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。由定子演变而 来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。 直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。

直线电动机的工作原 理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电 流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动;反之，则初级做直线运动。直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用 系统不仅要有性能良好的直线电机，还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统。

直线电机的优点：

1.没有机械接触，驱动力在气隙中产生，除了线性电机导轨没有任何其他摩擦

2.结构简单，体积小，通过使用最少数量的元件来实现我们的线性驱动，而这只是一个移动部件

3.理论上的运行不受任何限制，其性能不会受其行程大小变化的影响

它的操作可以提供多种速度操作，覆盖几微米到几米每秒，特别是高速是其突出的优势之一

5.加速度，高达10克

6.运动稳定，因为除了支撑直线导轨或浮动轴承外，没有其他机械连接或转换装置

7.由于消除了影响精度的中间环节，精度和可重复性很高。系统的精度取决于位置传感元件，具有高达亚微米的合适反馈装置

8.易于维护，由于零件较小，与机芯无机械接触，从而大大减少了零件的磨损，维护很少或根本没有，使用寿命更长。直线电机与“旋转电机，滚珠丝杠”传动性能对比表性能旋转电机+滚珠丝杠直线电机。

直线电机的缺点：

1.直线电机功耗，特别是在高负荷，高加速度的运动中，机器的瞬时电流对电厂的供电系统带来沉重的负荷;

2是高振动，直线电机的动态刚度极低，不能起缓冲阻尼作用，高速运动容易导致机器其他部位共振;

3是大热量，固定在工作台底部的直线电机是高发热元件，安装位置不利于自然冷却，对机器温度控制造成很大挑战;

4不自锁，为了确保安全运行，线性电机驱动的运动轴，尤其是垂直运动轴，必须增加额外的锁定机构，以增加机器的复杂性。

随着高速加工技术的快速发展，对传动与控制系统的要求也越来越高，因此正在加大对直线电机驱动技术的研究力度。现在已经克服了线性电动机的许多缺点，线性电动机的动力性能更加显着。线性驱动技术的研究不仅是技术向更高，更快发展的趋势，也是为了更好地满足市场需求，带来更大的经济效益，成为未来发展的必然趋势。