直線電機(jī)從原理上講非常簡單，就是將普通的旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿其軸線的平面剖開，并展成一平面而成。由原來旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子轉(zhuǎn)變而來的一側(cè)(即電能饋人部分)稱為初級(jí)；由原來的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)變而來的一側(cè)(則不饋電部分)稱為次級(jí)。初級(jí)(鐵心和繞組)的長度是有限的，稱為直線感應(yīng)電機(jī)實(shí)際長度，它有—個(gè)始端和—個(gè)終端。

這兩個(gè)端部有端部效應(yīng)，這種現(xiàn)象也只有直線電機(jī)才有。如果向初級(jí)線圈通入交流電，在初級(jí)和次級(jí)導(dǎo)體之間產(chǎn)生直線方向移動(dòng)的交變磁場。由于這個(gè)交變磁場在次級(jí)導(dǎo)板中產(chǎn)生感應(yīng)電流與磁場互相作用，使次級(jí)產(chǎn)生感生電流，此電流與初級(jí)磁場互相作用產(chǎn)生電磁力，從而推動(dòng)初級(jí)與次級(jí)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

直線電機(jī)因傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，減少了插補(bǔ)滯后的問題，定位精度、重現(xiàn)精度、絕對(duì)精度，通過位置檢測反饋控制都會(huì)較“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，滾珠絲杠”高，且容易實(shí)現(xiàn)。直線電機(jī)定位精度可達(dá)0.1μm。

“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，滾珠絲杠”最高達(dá)到2~5μm，且要求CNC-伺服電機(jī)-無隙連軸器-止推軸承-冷卻系統(tǒng)-高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌-螺母座-工作臺(tái)閉環(huán)整個(gè)系統(tǒng)的傳動(dòng)部分要輕量化，光柵精度要高。若想達(dá)到較高平穩(wěn)性，“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)滾珠絲杠”要采取雙軸驅(qū)動(dòng)，直線電機(jī)是高發(fā)熱部件，需采取強(qiáng)冷措施，要達(dá)到相同目的，直線電機(jī)則要付出更大的代價(jià)。

速度方面直線電機(jī)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，直線電機(jī)速度達(dá)到300m/min，加速度達(dá)到10g；滾珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。從速度上和加速度的對(duì)比上，直線電機(jī)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，而且直線電機(jī)在成功解決發(fā)熱問題后速度還會(huì)進(jìn)一步提高，而“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。

機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式的最大區(qū)別是取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的一切中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)。這種傳動(dòng)方式即稱“直接驅(qū)動(dòng)”，慣稱為“直線驅(qū)動(dòng)”，亦稱為“零傳動(dòng)”。這種“零傳動(dòng)”方式帶來了原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也帶來了新的矛盾和問題。

隨著直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，直線電機(jī)與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，滾珠絲杠”的驅(qū)動(dòng)方式的對(duì)比引起業(yè)界的關(guān)注。直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，無旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不受離心力作用。因此，直線電機(jī)的速度可以達(dá)到很高，而且調(diào)速方便，適用于高速場合。

壽命方面直線電機(jī)因運(yùn)動(dòng)部件和固定部件間有安裝間隙,無接觸,不會(huì)因動(dòng)子的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)而磨損,長間使用對(duì)運(yùn)動(dòng)定位精度無變化,適合高精度的場合。滾珠絲杠則無法在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)中保證精度,因高速摩擦,會(huì)造成絲杠螺母的磨損,影響運(yùn)動(dòng)的精度要求，無法滿足高精度的需求場合。

采用直線電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由于具有響應(yīng)快、精度高的特點(diǎn)，已成功地用于異型截面工件的計(jì)算機(jī)控制的精密車削和磨削加工。與傳統(tǒng)的采用“靠?！奔庸ぎ愋蛢?nèi)外圓輪廓的方法相比，具有編程修改靈活、加工精度高的特點(diǎn)，十分適合多品種、小批量產(chǎn)品的加工。