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直线电机是展平了的旋转电机
当需要突破这种行程限制，就必需要有更多的磁极，和更多的线圈来接力， 这就是直线电机。所以音圈电机也叫做无换向直线电机。下图表示的是典型的平板直线电机的结构。图中的灰色的部分是底板， 黄色的方块为一块块的永磁体，黄色和灰色部分组成了直线电机的定子。相 邻两个永磁体的极性是相反的，所以磁力线的分布如图中所示。黄色的点表 示次级线圈中导线的横截面。 可以看到导线的方向基本垂直于磁力线的方向，当导线中通过电流时， 会产生安培力。由左手定则可以得知，根据导线中电流方向的不同，可以使 线圈产生向左或者向右的力。这个力就是使直线电机直接做直线运动的推力。
直线电机绝大部分为直流永磁同步直线电机。其他种类 的直线电机，如交流永磁同步直线电机、交流感应直线电机、步进直线电机。 这些电机工作的基本原理都是类似的： 位于磁场中的载流导体，该导体受到力的作用，力的方向可按左手定则确 定。力的大小由下面公式确定：
2.直线电机选型的重要性
直线电机系统的结构与旋转电机系统的结构有所不同。旋转电机往往通过丝杠、皮带轮等转 动部件转化为直线运动。而直线电机采用直接驱动技术，直线电机的性能起到了决定性的作用。 直线电机用户往往对负载的运动有一系列的要求。这样就需要我们为客户选择一款合适的电机。 如果选择不当，则可能达不到客户的要求，或者给客户造成成本不必要的上涨。并不是所有的传 统传动机构都能被直线电机替代，如果工作状态不能发挥直线电机的高速性能，这种替代可能是 不合理的。
传统的旋转电机可以通过减速机构保证功率的正常发挥，而直线电机系统的持续推力和最大推 力是有限制的，且却不能通过减速等方式产生更大的力。所以当速度很低时，力也不能变大，所 以正常的功率不能被发挥出来。
另外对于成本问题，直线电机的前期成本虽然高于丝杆，但对于高精度的应用时，高等级的丝 杆的采购成本也会比较高，并且此时丝杆系统也需要考虑安装线性编码器，这样直线电机和丝杆 之间的成本差距就会变得很小；并且丝杆传动的平台还存在着使用中的维护和磨损问题，由此带 来的人工成本和维护成本也不容小视，最后，随着直线电机的生产技术的提高以及量产化的不断 扩大，其采购成本也在不断降低。
（1）根据客户的要求选择电机
直线电机的使用目前还没有旋转电机广泛，了解直线电机的用户还不是很多。用 户在想使用直线电机时，没有自行选择直线电机的能力。这样就需要我们根据用户的 要求来帮用户选择。
由于用户没有选择的能力，所以用户只会提供他们的要求。根据直线电机应用场合，这些要求往往是：行程、加速度、最高速度等。实际上，我们的客户都不会给我 们这些数据。因为这些数据时需要计算出来的，用户往往不会去计算，或者计算出来 的数据并不准确。这时候就需要我们想客户了解，直线电机需要带动什么样的负载， 这个负载要做什么样的运动。
（2）确定运动曲线
在确定负载的运动曲线之前，我们先要了解客户的负载是什么样的。很多客户的 负载都是加工件或者其他物料，直线电机除了驱动物料以外，还需要驱动放置或者固 定这些物料的置具或抓具。这些置具或抓具往往比物料更大、更重。我们需要了解的 是直线电机驱动的整个运动部分的质量。
这是我们选型时用到的真正负载：M1
直线电机选型的基本原则是根据马达的自身参数，利用数学关系计算出运动曲线 中所需要的最大推力和RMS力。当直线电机的最大推力和持续推力满足这些要求时才可 以选择。
我们以最常见的运动曲线为例，要求从负载在 t 时间内从该轴的A点运动到B点， 距离为 s 。当负载加速到某一速度 v 以后做匀速运动，到达B点时速度为0，停顿一段 时间后，再从B点返回A点，返回时的要求与之前一样，就这样做来回往复运动，直到 加工完成。 这样，我们可以根据客户的要求把t分为三部分：
加速时间：t1匀速时间：t2减速时间：t3
我们把停顿时间命名为t4。根据行程s，我们可以计算出t1、t2、t3，以及加速度a、减 速度a。这样我们就可以绘出运动曲线（vt），如下图
（3）计算和选择
运动曲线图上每个部分的力都可以计算出来，具体的计算方法如下： 加速阶段的力：
F1=(M1+M2)*a+Fc
匀速阶段的力：
F2=Fc
减速阶段的力：
F3=(M1+M2)*（a）+Fc
停顿时电机不出力
： F4=0
其中：
a是加速阶段和减速阶段的加、减速度
M1是总的运动负载的质量 M2是电机线圈的质量
Fc是克服摩擦力的需求力，精密直线导轨的摩擦系数一般为0.01，所以一般设 Fc=0.01(M1+M2)
这样，我们就可以算出整个过程中的RMS力和最大力
RMS力可由以下公式算出
而最大推力Fmax=Max（F1，F2，F3，F4） 算出RMS力和最大推力以后，可以按照一定的流程来选择一款合适的直线电机
以上的计算只是在相对理想的条件下，实际应用时，系统往往对力有更高的需求，所 以我们在实际选型时，需要在计算中加入适当的余量。
