所謂直線電動機就是利用電磁作用原理，將電能直接轉(zhuǎn)換直線運動動能的設(shè)備。在實際的應(yīng)用中，為了保證在整個行程之內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變，一般要將初級與次級制造成不同的長度。直線電動機與旋轉(zhuǎn)電動機類似，通入三相電流后，也會在氣隙中產(chǎn)生磁場，如果不考慮端部效應(yīng)，磁場在直線方向呈正弦分布，只是這個磁場是平移而不是旋轉(zhuǎn)的，因此稱為行波磁場。行波磁場與次級相互作用便產(chǎn)生電磁推力，這就是直線電動機運行的基本原理。由于直線電動機和旋轉(zhuǎn)電動機之間存在以上對應(yīng)關(guān)系，因此每種旋轉(zhuǎn)電動機都有相對應(yīng)的直線電動機，但直線電動機的結(jié)構(gòu)形式比旋轉(zhuǎn)電動機更靈活。直線電動機按工作原理可分為：直線直流電動機、直線感應(yīng)電動機、直線同步電動機、直線步進(jìn)電動機、直線壓電電動機及直線磁阻電動機：按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、U形及圓筒式。圖1-2所示的a和b分別表示了一臺旋轉(zhuǎn)電動機和一臺扁平型直線電動機。

    直線電機可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機在結(jié)構(gòu)方面的一種演變，它可看作是將一臺旋轉(zhuǎn)電機沿徑向剖開，然后將電機的圓周展成直線，如圖1-3所示。這樣就得到了由旋轉(zhuǎn)電機演變而來的最原始的直線電機。由定子演變而來的一側(cè)稱為初級或原邊，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級或副邊。

    圖1-3中演變而來的直線電機，其初級和次級長度是相等的，由于在運行時初級與次級之間要作相對運動，如果在運動開始時，初級與次級正巧對齊，那么在運動中，初級與次級之間互相耦合的部分越來越少，而不能正常運動。為了保證在所需的行程范圍內(nèi)，初級與次級之間的耦合能保持不變，因此實際應(yīng)用時，是將初級與次級制造成不同的長度。在直線電機制造時，既可以是初級短、次級長，也可以是初級長、次級短，前者稱作短初級長次級，后者稱為長初級短次級。但是由于短初級在制造成本上，運行的費用上均比短次級低得多，因此，目前除特殊場合外，一般均采用短初級，見圖1-4所示。

    上述介紹的直線電機稱為扁平型直線電機，是目前應(yīng)用最廣泛的，除了上述扁平型直線電機的結(jié)構(gòu)形式外，直線電機還可以做成圓筒型（也稱管型）結(jié)構(gòu)，它也可以看作是由旋轉(zhuǎn)電機演變過來的，其演變的過程如圖1-6所示。

    旋轉(zhuǎn)電機通過鋼繩、齒條、皮帶等轉(zhuǎn)換機構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運動，這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)在運行中，其噪音是不可避免的，而直線電機是靠電磁推力驅(qū)動裝置運行的，故整個裝置或系統(tǒng)噪聲很小或無噪聲，運行環(huán)境好。

    圖1-6a中表示一臺旋轉(zhuǎn)式電機以及定子繞組所構(gòu)成的磁場極性分布情況，圖1-6b表示轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄叫椭本€電機后，初級繞組所構(gòu)成的磁場極性分布情況，然后將扁平型直線電機沿著和直線運動相垂直的方向卷接成筒形，這樣就構(gòu)成圖1-6c所示的圓筒型直線電機。

    此外，直線電機還有弧型和盤型結(jié)構(gòu)。所謂弧型結(jié)構(gòu)，就是將平板型直線電機的初級沿運動方向改成弧型，并安放于園柱形次級的柱面外側(cè)，如圖1-7所示。

    圖1-8是圓盤型直線電機，該電機把次級做成一片圓盤（銅或鋁，或銅、鋁與鐵復(fù)合），將初級放在次級圓盤靠近外緣的平面上，盤型直線電機的初級可以是雙面的，也可以是單面的。弧型和盤型直線電機的運動實際上是一個圓周運動，如圖中的箭頭所示，然而由于它們的運行原理和設(shè)計方法與扁平型直線電機結(jié)構(gòu)相似，故仍歸入直線電機的范疇。