直線電機是直接產(chǎn)生直線運動的電動機。它以看成是旋轉(zhuǎn)電機演化而來的。與旋轉(zhuǎn)電機相對應，直線電機按機種分類可分為直線感應電動機、直線同步電動機、直線直流電動機和其它直線電動機（如直線步進電動機等）。旋轉(zhuǎn)電動機的定子和轉(zhuǎn)子，在直線電動機中稱為初級和次級。為了在運動過程中始終保持初級和次級耦合，初級側或次級側中的一側必須做得較長。在直線電動機中，直線感應電動機應用最廣泛，因為它的次級可以是整塊均勻的金屬材料，即采用實芯結構，成本較低，適宜于做得較長直線電機。

 

    直線電機按結構分可分為平板型、管型、弧型和盤型。平板型結構是最基本的結構，應用也最泛。直線電機按初級和次級的相對長度來分為短初級和短次級，按初級運動還是次級運動來分為動初級和動次級。各類直線電動機在工業(yè)應用方面得到了迅速發(fā)展，制成了不少有使用價值的裝置，如用直線電機傳動的電動門，電磁攪拌器，傳送帶，自動繪圖儀，計算機磁盤定位機構等。

 

    直線電機的優(yōu)點是：結構簡單。反應速度快，靈敏度高，隨動性好。容易密封，不怕污染，適應性強（由于直線電機本身結構簡單，又可做到無接觸運行，因此容易密封，各部件用尼龍浸漬后，采用環(huán)氧樹脂加以涂封，這樣它就不怕風吹雨打，或有毒氣體和化學藥品的侵蝕，在核輻射和液體物質(zhì)中也能應用）。工作穩(wěn)定可靠壽命長（直線電機是一種直接傳動的特種電機，可實現(xiàn)無接觸傳遞力，沒有什么機械損耗，故障少，幾乎不需要維修，又不怕振動和沖擊）。額定值高（直線電機冷卻條件好，特別是長次級接近常溫狀態(tài)，因此線負荷和電流密度可以取得很高）。有精密定位和自鎖的能力（和控制系統(tǒng)相配合，可做到Q001mm的位移精度和自鎖能力）。
 

    直線感應電動機的初級與旋轉(zhuǎn)電動機的定子之間的最大差別是，前者初級鐵芯的縱向兩端是斷開的，形成了兩個縱向邊緣，鐵芯和繞組不象旋轉(zhuǎn)電機那樣在兩端相互連接，這將對電機的磁場和性能產(chǎn)生一定的影響。當采用雙層繞組時，直線感應電機初級的槽數(shù)一般要比相應的旋轉(zhuǎn)電機的槽數(shù)多一些，才能放下三相繞組。由于初級鐵芯的兩端開斷，三相繞組之間的互感不相等，將使電動機的運行不對稱，并引起負序磁場和零序磁場。消除不對稱的方法是，同時使用三臺相同的電動機，并將第一臺電機的第一相繞組和第二臺的第二相繞組及第三臺的第三相繞組串聯(lián)，將第一臺的第二相繞組和第二臺的第三相繞組及第三臺的第一相繞組串聯(lián)，將第一臺的第三相繞組與第二臺的第一相繞組及第三臺的第二相繞組串聯(lián)，然后接上電源，這樣一來就能獲得對稱的三相電流。對于不是同時使用三臺電動機的場合，可以用増加極數(shù)的辦法來減小各相之間互感的差別。初級鐵芯的兩端開斷還會引起脈振磁場，消除脈振磁場的一個有效辦法是安裝補償線圈。此外直線電機初、次級之間的氣隙，由于機械結構剛度的限制和工藝水平的影響，一般要比旋轉(zhuǎn)電機的氣隙大2~3倍。因而使其功率和效率大大降低。這是直線電機的一個致命弱點。

 

    直線電機能直接產(chǎn)生直線運動，這一點對直線運動機械設計者和使用者有很大的吸引力。不少直線運動的機械是由旋轉(zhuǎn)電機傳動的。這時候必須配置由旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的機械傳動裝置，使得柊個裝置機構龐大，成本較高和效率較低。采用直線感應電機，不但省去了機械傳動機構，而且可因地制宜地將直線感應電機的初級和次級安放在適當?shù)目臻g位置或直接作為運動機械的一部分，使整個裝置緊湊合理，有時還可以降低成本和提高效率。此外在某些場合，直線感應電機有它獨特的應用，是旋轉(zhuǎn)電機所不能替代的。但是并不是任何場合使用直線感應電機都能取得良好效果。為此必須首先了解直線電機的應用原則，以便能恰到好處地應用它。其應用原則有以下幾個方面。

 

    選擇合適的運動速度。直線感應電機的運動速度與同步速度有關，而同步速度又正比于極距。因此極距的選擇范圍決定了運動速度的選擇范圍。距太小會降低槽的利用率，增大槽漏抗和減小品質(zhì)因數(shù)，從而降低電動機的效率和功率因數(shù)。極距的下限通常取3om。極距可以沒有上限，但當電機的輸出功率一定時，初級鐵芯的縱向長度是有限的同時為了減小縱向邊緣效應，電動機的極數(shù)不能太少，故極距不可能太大對于工業(yè)用直線感應電機極距的上限一般為30um。這樣在工供電時，同步速度的選擇范圍相應地為3-25um/s當運動速度低于這一選擇范圍下限時，一般不宜使用直線感應電動機，除非使用變頻電源，通過降低電源的頻率來降低運動速度。

 

    在某些場合，允許用點動的方法來達到很低的速度，這時可以避免使用變頻電源要有合適的推力。旋轉(zhuǎn)電機可以適應很大的推力范圍。將旋轉(zhuǎn)電機配上不同的變速箱，可以得到不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在低速的場合。轉(zhuǎn)矩可以擴大兒十到兒百倍，以至于用一個很小的旋轉(zhuǎn)電機就可以推動一個很大的負載，當然功率是守恒的。直線感應電機則不同，它無法用變速箱改變速度和推力，因此它的推力無法擴大。要得到比較大的推力只有依靠加大電動機的尺寸。這有時是不經(jīng)濟的股來說，在工業(yè)應用中，直線感應電機適用于推動輕載。

 

    要有合適的往復頻率。在工業(yè)應用中，直線感應電動機是往復運動的。為了達到較高的勞動生產(chǎn)率，要求有較高的往復頻率。這意味著電動機要在較短的時間內(nèi)走完行程。在一個行程內(nèi)，要經(jīng)歷加速和減速的過程，也就是要起動一次和制動一次往復頻率越高，電動機的加速度就越大，加速度所對應的推力越大，有時加速度所對應的推力甚至大于負載所需推力。推力的提高導致電動機的尺寸加大，而其質(zhì)量加大又引起加速度所對應的推力進步提高，有時產(chǎn)生恐性循環(huán)。為此在設計電機時，應當充分重視對加速度的控制根據(jù)合適的加速度計算出走完行程所需時間，由此決定電機的往返頦率。在整個設計中，應盡量減小運動部分的質(zhì)量，以便減小加速度所對應的推力。

 

    要有合適的定位精度。在許多應用場合，電動機運行到位時由機械限位使之停止運動為了使在到位時沖擊小，可以加上機械緩沖裝置。在沒有機械限位的場合，比較簡單的定位方法是,在到位前通過行程開關控制,對電機做反接制動或能耗制動,使在到位時停下來。但由于直線電機的機械特性是軟特性,電源電壓變化或負載變化都會影響電動機在開始制動時的初速度,從而影響停止時的位置。因此這種定位方法只能用于電源電壓穩(wěn)定且負協(xié)恒定的場合。

 

    直線感應電機的應用面相當寬。例如可用于高速列車、傳送車、傳送線、傳送帶、搬運鋼材、機械手、電動門、加速器、電磁錘、電磁攪撲器和電磁系、金屬分離器、簾幕驅(qū)動等。還有一些特殊的直線電機應用在其他領域。例如壓電直線電動機（利用壓電材料的逆壓電效應直接把電能轉(zhuǎn)換成機械能。特點是步距小、推力不大、機構簡單、速度易控制）,用于精密測量和計量,也可在定位驅(qū)動中作為執(zhí)行元件,在光學系統(tǒng)的聚焦驅(qū)動,激光干涉儀和計量系統(tǒng)中可得到應用,也可應用于光刻機上。