直線電機是指一種利用電磁作用原理，將電能直接轉換成直線運動動能的驅動裝置，它是一種能實現(xiàn)往復直線運動的電動機。

直線電機無論是從結構上還是工作原理上看，都是從旋轉電機而來的。首先從結構上來講，可以認為直線電機是將旋轉電機沿其軸向剖開，然后將其定子和轉子展開。

直線電機的結構

直線步進電機的內部機械結構可以看作是將一臺旋轉式電機沿徑向面進行剖開，并將電機的圓周展開成直線而形成的。其中其內部的定子就相當于其直線電機當中的初級，其內部的轉子相當于直線電機當中的次級，當向直線電機初級進行通入電流后，即就會在初次級之間的氣隙當中產生行波的磁場，直線電機在行波磁場與次級的永磁體的相互作用下即就產生了驅動力，從而實現(xiàn)了連接直線電機的運動部件進行直線運動的目的。

直線電機工作原理

直 線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉電機按徑向剖開，并展成平面而成。由定子演變而 來的一側稱為初級，由轉子演變而來的一側稱為次級。在實際應用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內初級與次級之間的耦合保持不變。 直線電機可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級。考慮到制造成本、運行費用，目前一般均采用短初級長次級。

直線電動機的工作原 理與旋轉電動機相似。以直線感應電動機為例：當初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應出電動勢并產生電流，該電 流與氣隙中的磁場相作用就產生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運動;反之，則初級做直線運動。直線電機的驅動控制技術一個直線電機應用 系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機，還必須具有能在安全可靠的條件下實現(xiàn)技術與經濟要求的控制系統(tǒng)。

直線電機的優(yōu)點：

1.沒有機械接觸，驅動力在氣隙中產生，除了線性電機導軌沒有任何其他摩擦

2.結構簡單，體積小，通過使用最少數量的元件來實現(xiàn)我們的線性驅動，而這只是一個移動部件

3.理論上的運行不受任何限制，其性能不會受其行程大小變化的影響

它的操作可以提供多種速度操作，覆蓋幾微米到幾米每秒，特別是高速是其突出的優(yōu)勢之一

5.加速度，高達10克

6.運動穩(wěn)定，因為除了支撐直線導軌或浮動軸承外，沒有其他機械連接或轉換裝置

7.由于消除了影響精度的中間環(huán)節(jié)，精度和可重復性很高。系統(tǒng)的精度取決于位置傳感元件，具有高達亞微米的合適反饋裝置

8.易于維護，由于零件較小，與機芯無機械接觸，從而大大減少了零件的磨損，維護很少或根本沒有，使用壽命更長。直線電機與“旋轉電機，滾珠絲杠”傳動性能對比表性能旋轉電機+滾珠絲杠直線電機。

直線電機的缺點：

1.直線電機功耗，特別是在高負荷，高加速度的運動中，機器的瞬時電流對電廠的供電系統(tǒng)帶來沉重的負荷;

2是高振動，直線電機的動態(tài)剛度極低，不能起緩沖阻尼作用，高速運動容易導致機器其他部位共振;

3是大熱量，固定在工作臺底部的直線電機是高發(fā)熱元件，安裝位置不利于自然冷卻，對機器溫度控制造成很大挑戰(zhàn);

4不自鎖，為了確保安全運行，線性電機驅動的運動軸，尤其是垂直運動軸，必須增加額外的鎖定機構，以增加機器的復雜性。

隨著高速加工技術的快速發(fā)展，對傳動與控制系統(tǒng)的要求也越來越高，因此正在加大對直線電機驅動技術的研究力度。現(xiàn)在已經克服了線性電動機的許多缺點，線性電動機的動力性能更加顯著。線性驅動技術的研究不僅是技術向更高，更快發(fā)展的趨勢，也是為了更好地滿足市場需求，帶來更大的經濟效益，成為未來發(fā)展的必然趨勢。