直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。它可以看成是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成。
由定子演變而來的一側(cè)稱為初級(jí)，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級(jí)和次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間的耦合保持不變。直線電機(jī)可以是短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)，也可以是長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)?？紤]到制造成本、運(yùn)行費(fèi)用，以直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為例：當(dāng)初級(jí)繞組通入交流電源時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，次級(jí)在行波磁場(chǎng)切割下，將感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場(chǎng)相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級(jí)固定，則次級(jí)在推力作用下做直線運(yùn)動(dòng)；反之，則初級(jí)做直線運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)一個(gè)直線電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機(jī)，還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直線電機(jī)的控制方法越來越多。
對(duì)直線電機(jī)控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個(gè)方面：一是傳統(tǒng)控制技術(shù)，二是現(xiàn)代控制技術(shù)，三是智能控制技術(shù)。傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊(yùn)涵動(dòng)態(tài)控制過程中的信息，具有較強(qiáng)的魯棒性，是交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中最基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。在對(duì)象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運(yùn)行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡(jiǎn)單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場(chǎng)合，就必須考慮對(duì)象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線性的影響，運(yùn)行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時(shí)變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機(jī)控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以獲得更好的控制性能。

1、直線電機(jī)優(yōu)點(diǎn)
直線電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)在于直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，與間接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，滾動(dòng)絲杠”相比，其優(yōu)點(diǎn)是(具體性能見下表)：(1)沒有機(jī)械接觸，傳動(dòng)力是在氣隙中產(chǎn)生的，除了直線電機(jī)導(dǎo)軌以外沒有任何其它的摩擦：(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，通過以最少的零部件數(shù)量來實(shí)現(xiàn)我們的直線驅(qū)動(dòng)，而且這僅僅是只存在一個(gè)運(yùn)動(dòng)的部件：(3)運(yùn)行的行程在理論上是不受任何限制的，而且其性能不會(huì)因?yàn)槠湫谐痰拇笮「淖兌艿接绊懀?4)其運(yùn)轉(zhuǎn)可以提供很寬的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍，其涵蓋包括從每秒幾微米到數(shù)米，特別是在高速狀態(tài)下是其一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：(5)加速度很大，最大可達(dá)10g：(6)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，這是因?yàn)槌似鹬巫饔玫闹本€導(dǎo)軌或氣浮軸承外，沒有其它機(jī)械連接或轉(zhuǎn)換裝置的緣故：(7)精度和重復(fù)精度高，因?yàn)橄擞绊懢鹊闹虚g環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的精度取決于位置檢測(cè)元件，有合適的反饋裝置可達(dá)亞微米級(jí)：(8)維護(hù)簡(jiǎn)單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無需維護(hù)，使用壽命更長(zhǎng)。直線電動(dòng)機(jī)與“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，滾珠絲杠”傳動(dòng)性能比較表性能旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠直線電動(dòng)機(jī)。
2、直線電機(jī)缺點(diǎn)
從表面看，直線電機(jī)可逐步取代滾珠絲杠成為驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的主流。但事實(shí)是，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在普遍使用后，一些過去沒有關(guān)注的問題開始浮現(xiàn)：一是直線電機(jī)的耗電量大，尤其在進(jìn)行高荷載、高加速度的運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床瞬間電流對(duì)車間的供電系統(tǒng)帶來沉重負(fù)荷；其二是振動(dòng)高，直線電機(jī)的動(dòng)態(tài)剛性極低，不能起緩沖阻尼作用，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易引起機(jī)床其它部分共振；其三是發(fā)熱量大，固定在工作臺(tái)底部的直線電機(jī)動(dòng)子是高發(fā)熱部件，安裝位置不利于自然散熱，對(duì)機(jī)床的恒溫控制造成很大挑戰(zhàn)；其四是不能自鎖緊，為了保證操作安全，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸，尤其是垂直運(yùn)動(dòng)軸，必須要額外配備鎖緊機(jī)構(gòu)，增加了機(jī)床的復(fù)雜性。
在直線電機(jī)的應(yīng)用中，人們除了發(fā)現(xiàn)上述缺陷外，也看到了其優(yōu)點(diǎn)的片面性。直線電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是高速度和高加速度，但在機(jī)床加工過程中，加速度超過10m/s2時(shí)所節(jié)省的輔助時(shí)間對(duì)整個(gè)加工過程的工時(shí)來說并沒有太大意義，只有在工時(shí)非常短的加工中，高加速度才有意義，也就是說對(duì)于模具、風(fēng)葉等單件復(fù)雜零件的切削加工，直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)并不明顯。

1、高速響應(yīng) 由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的如絲杠等機(jī)械傳動(dòng)件，使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。
2、位精度高 線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)引起的傳動(dòng)誤差減少了插補(bǔ)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來跟蹤誤差。通過直線位置檢測(cè)反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。
3、傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象，同時(shí)提高了其傳動(dòng)剛度。
4、速度快、加減速過程短
5、行程長(zhǎng)度不受限制 在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無限延長(zhǎng)其行程長(zhǎng)度。
6、動(dòng)安靜、噪音低 由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。
7、效率高 由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗。

直線電機(jī)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：
應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，這類應(yīng)用場(chǎng)合比較多；
作為長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
應(yīng)用在需要短時(shí)間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運(yùn)動(dòng)能的裝置中。
U槽無刷直線電機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)，無需將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為線性運(yùn)動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。電機(jī)運(yùn)行超平穩(wěn)，無齒槽效應(yīng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度極快，慣量小，加速度可達(dá)20G，速度達(dá)到10-30m/s，低速1µm/s時(shí)運(yùn)動(dòng)平滑，剛性高，結(jié)構(gòu)緊湊，可選配直線編碼器做高精度位置控制，其位置精度取決于所選編碼器。
定子軌道可以按需要連接，因而理論上電機(jī)長(zhǎng)度不限。電機(jī)動(dòng)子與定子不接觸運(yùn)動(dòng)，沒有采用普通絲桿滾珠和皮帶等傳動(dòng)的磨損、卡死、背隙問題，因此我們的直線電機(jī)可以達(dá)到免維護(hù)長(zhǎng)期工作。我們的U型槽式直線電機(jī)分為鐵芯和無鐵芯兩類，鐵芯類直線電機(jī)單位體積出力更大，非鐵芯直線電機(jī)無磁滯和渦流效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)更加平滑高速，磁損耗少，發(fā)熱小。
此類直線電機(jī)特別適用于：機(jī)器人、致動(dòng)器、直線平臺(tái)、光學(xué)光纖排列定位、精密機(jī)床、半導(dǎo)體制造、視覺系統(tǒng)、電子元件接插、工廠自動(dòng)化等對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 的速度和精度同時(shí)要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。