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?？紤]到制造成本、運行費用，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)。隨著自動控制技術與微計算機技術的發(fā)展，直線電機的控制方法越來越多。
對直線電機控制技術的研究基本上可以分為三個方面：一是傳統(tǒng)控制技術，二是現(xiàn)代控制技術，三是智能控制技術。傳統(tǒng)的控制技術如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。其中PID控制蘊涵動態(tài)控制過程中的信息，具有較強的魯棒性，是交流伺服電機驅動系統(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。在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術是簡單有效的。但是在高精度微進給的高性能場合，就必須考慮對象結構與參數(shù)的變化。各種非線性的影響，運行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術在直線伺服電機控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應控制、滑模變結構控制、魯棒控制及智能控制。主要是將模糊邏輯、神經網絡與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結合，取長補短，以獲得更好的控制性能。

1、直線電機優(yōu)點
直線電動機的特點在于直接產生直線運動，與間接產生直線運動的“旋轉電動機，滾動絲杠”相比，其優(yōu)點是(具體性能見下表)：(1)沒有機械接觸，傳動力是在氣隙中產生的，除了直線電機導軌以外沒有任何其它的摩擦：(2)結構簡單，體積小，通過以最少的零部件數(shù)量來實現(xiàn)我們的直線驅動，而且這僅僅是只存在一個運動的部件：(3)運行的行程在理論上是不受任何限制的，而且其性能不會因為其行程的大小改變而受到影響：(4)其運轉可以提供很寬的轉速運行范圍，其涵蓋包括從每秒幾微米到數(shù)米，特別是在高速狀態(tài)下是其一個突出的優(yōu)點：(5)加速度很大，最大可達10g：(6)運動平穩(wěn)，這是因為除了起支撐作用的直線導軌或氣浮軸承外，沒有其它機械連接或轉換裝置的緣故：(7)精度和重復精度高，因為消除了影響精度的中間環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的精度取決于位置檢測元件，有合適的反饋裝置可達亞微米級：(8)維護簡單，由于部件少，運動時無機械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無需維護，使用壽命更長。直線電動機與“旋轉電動機，滾珠絲杠”傳動性能比較表性能旋轉電動機+滾珠絲杠直線電動機。
2、直線電機缺點
從表面看，直線電機可逐步取代滾珠絲杠成為驅動直線運動的主流。但事實是，直線電機驅動在普遍使用后，一些過去沒有關注的問題開始浮現(xiàn)：一是直線電機的耗電量大，尤其在進行高荷載、高加速度的運動時，機床瞬間電流對車間的供電系統(tǒng)帶來沉重負荷；其二是振動高，直線電機的動態(tài)剛性極低，不能起緩沖阻尼作用，在高速運動時容易引起機床其它部分共振；其三是發(fā)熱量大，固定在工作臺底部的直線電機動子是高發(fā)熱部件，安裝位置不利于自然散熱，對機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，直線電機驅動的運動軸，尤其是垂直運動軸，必須要額外配備鎖緊機構，增加了機床的復雜性。
在直線電機的應用中，人們除了發(fā)現(xiàn)上述缺陷外，也看到了其優(yōu)點的片面性。直線電機的主要優(yōu)點是高速度和高加速度，但在機床加工過程中，加速度超過10m/s2時所節(jié)省的輔助時間對整個加工過程的工時來說并沒有太大意義，只有在工時非常短的加工中，高加速度才有意義，也就是說對于模具、風葉等單件復雜零件的切削加工，直線電機的優(yōu)點并不明顯。

1、高速響應 由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應時間常數(shù)較大的如絲杠等機械傳動件，使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。
2、位精度高 線驅動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構引起的傳動誤差減少了插補時因傳動系統(tǒng)滯后帶來跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。
3、傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時提高了其傳動剛度。
4、速度快、加減速過程短
5、行程長度不受限制 在導軌上通過串聯(lián)直線電機，就可以無限延長其行程長度。
6、動安靜、噪音低 由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。
7、效率高 由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦時的能量損耗。

直線電機主要應用于三個方面：
應用于自動控制系統(tǒng)，這類應用場合比較多；
作為長期連續(xù)運行的驅動電機；
應用在需要短時間、短距離內提供巨大的直線運動能的裝置中。
U槽無刷直線電機可以直接驅動，無需將轉動轉為線性運動，機械結構簡單可靠。電機運行超平穩(wěn)，無齒槽效應，動態(tài)響應速度極快，慣量小，加速度可達20G，速度達到10-30m/s，低速1µm/s時運動平滑，剛性高，結構緊湊，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，因而理論上電機長度不限。電機動子與定子不接觸運動，沒有采用普通絲桿滾珠和皮帶等傳動的磨損、卡死、背隙問題，因此我們的直線電機可以達到免維護長期工作。我們的U型槽式直線電機分為鐵芯和無鐵芯兩類，鐵芯類直線電機單位體積出力更大，非鐵芯直線電機無磁滯和渦流效應，運動更加平滑高速，磁損耗少，發(fā)熱小。
此類直線電機特別適用于：機器人、致動器、直線平臺、光學光纖排列定位、精密機床、半導體制造、視覺系統(tǒng)、電子元件接插、工廠自動化等對運動系統(tǒng) 的速度和精度同時要求較高的應用場合。