直线电动机由于不需要任何中间转换机构就能产生直线运动，驱动直线运动的生产机械，所以使整个装置或系统结构简单、运行可靠、精度高、效率高等，因此是近年来国内外积极研究开发的电动机之一。
直线电动机的类型很多，从原理上讲，每一种旋转电动机都有与之相对应的直线电动机。直线电动机按其工作原理分为：直线感应电动机、直线直流电动机等。
一、直线感应电动机
（一）主要类型和基本结构
直线感应电动机主要有扁平型、圆筒型和圆盘型三种型式，其中扁平型应用最为广泛。
1．扁平型
直线电动机可以看作是由旋转电动机演变而来的。设想把旋转的感应电动机沿着径向剖开，并将圆周展开成直线，即可得到扁平型直线感应电动机，如图4—15所示。由定子演变而来的一侧称为一次侧，由转子演变而来的一侧称为二次侧。
图4—15所示演变而来的直线感应电动机，其一次侧和二次侧长度是相等的。由于在运行时一次侧与二次侧之间要做相对运动，假定在运动开始时，一次侧和二次侧正好对齐，那么在运动过程中，一次侧和二次侧之间相互电磁耦合的部分就越来越少，影响正常的运行。为了保证在所需的行程范围内，一次侧和二次侧之间的电磁耦合始终不变，实际应用时，必须把一次侧和二次侧制造成不同长度。当然既可以是一次侧短、二次侧长，也可以是一次侧长、二次侧短。前者称为短一次侧，后者称为长一次侧。如图4—16所示。由于短一次侧结构比较简单，制造成本和运行费用均较低，一般均采用短一次侧。
图4—16所示的扁平型直线感应电动机，仅在二次侧的一边具有一次侧，这种结构型式称为单边型。它的最大特点是在一次侧和二次侧之间存在着较大的法向吸力，这在大多数场合下是不希望的。若在二次侧的两边都装上一次侧，那么这个法向吸力就可以互相抵消，这种结构型式称为双边型，如图4—17所示。
扁平型直线感应电动机的一次侧铁心由硅钢片叠成，与二次侧相对的一面开有槽，槽中放置绕组。一次侧绕组可以是单相、两相、三相或者多相的。二次侧有两种结构类型，一种是栅型结构，尤如旋转电动机的笼形结构；二次侧铁心上开槽，槽中放置导条，并在两端用端部导体连接所有槽中导条。另一种是实心结构，即采用整块均匀的金属材料，它又分成非磁性二次侧和钢二次侧，非磁性二次侧的导电性能好，一般为铜或铝。
图4—15 直线感应电动机的演变过程
a）旋转式感应电动机；b）直线感应电动机
图4—16 扁平型直线感应电动机图
图4—17 双边型直线感应电动机
a）短一次侧；b）长一次侧
2．圆筒型（管型）
图4—18（a）所示为扁平型直线感应电动机，将它沿着和直线运动相垂直的方向卷成筒形，就形成圆筒型直线感应电动机，如图4—18（b）所示。在某些特殊的场合，这种电机还可以做成既有旋转运动又有直线运动的旋转直线电动机，旋转直线的运动体既可以是一次侧，也可以是二次侧。
图4—18 圆筒型直线感应电动机的形成 图4—19 圆盘型直线感应电动机
a）扁平型；b）圆筒型
3．圆盘型
圆盘型直线感应电动机，如图4—19所示。它的二次侧做成扁平的圆盘形状，并能够绕经过圆心的轴自由转动，将一次侧放在二次侧圆盘靠近外缘的平面上，使圆盘受切向力作旋转运动。一次侧可以是单面的，也可以是双面的。虽然它也作旋转运动，但运行原理和设计方法与扁平型直线感应电动机相同，故仍属于直线电动机的范畴。与普通旋转电动机相比，具有以下一些优点：
（1）力矩与旋转速度可以通过多台一次侧组合的方式或通过一次侧在圆盘上的径向位置来调节。
（2）无需通过齿轮减速箱就能得到较低的速度，因而电动机的振动和噪声很小。
（二）基本工作原理
直线感应电动机是由旋转电动机演变而来的，当一次侧的三相（或多相）绕组通入对称正弦交流电时，会产生气隙磁场。当不考虑由于铁心两端开断而引起的纵向边缘效应时，这个气隙磁场的分布情况与旋转电动机相似，沿着直线方向按正弦规律分布，但它不是旋转而是沿着直线平移，因此称为行波磁场，如图4—20中曲线1所示。显然，行波磁场的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度是一样的。行波磁场移动的速度称为同步速度，即
式中，
