1845年英國人就已經(jīng)發(fā)明了直線電動機，但當(dāng)時的直線電動機氣隙過大導(dǎo)致效率很低，無法應(yīng)用。19世紀70年代科爾摩根也推出過，但因制造成本高，效率低限制了它的發(fā)展。

直到20世紀70年代以后，直線電機才逐步發(fā)展并應(yīng)用于一些特殊領(lǐng)域，20世紀90年代直線電機開始應(yīng)用于機械制造業(yè)，現(xiàn)在世界一些技術(shù)先進的加工中心廠家開始在其高速機床上應(yīng)用，使用直線電機的高速高精加工中心。

下面在直線電機幾個主要特性上做一些比較，為相關(guān)業(yè)者提供一個參考。

1、速度比較

速度方面直線電機具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，直線電機速度達到300m/min，加速度達到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比上，直線電機具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，而且直線電機在成功解決發(fā)熱問題后速度還會進一步提高，而“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。

從動態(tài)響應(yīng)上因為運動慣量和間隙以及機構(gòu)復(fù)雜性等問題直線電機也占有絕對的優(yōu)勢。速度控制上直線電機因其響應(yīng)快，調(diào)速范圍更寬，可以實現(xiàn)啟動瞬間達到最高轉(zhuǎn)速，高速運行時又能迅速停止。調(diào)速范圍可達到1：10000。

2、精度比較

精度方面直線電機因傳動機構(gòu)簡單，且減少了插補滯后的問題，定位精度、重現(xiàn)精度、絕對精度，通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”高，且容易實現(xiàn)。

直線電機定位精度可達0.1μm?！靶D(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”最高達到2~5μm，若想達到較高平穩(wěn)性，“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”要采取雙軸驅(qū)動，直線電機是高發(fā)熱部件，需采取強冷措施，要達到相同目的，直線電機則要付出更大的代價。

3、價格比較

價格方面直線電機的價格要高出很多，這也是限制直線電機被更廣泛應(yīng)用的原因。

4、能耗比較

直線電機在提供同樣轉(zhuǎn)矩時的能耗是“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”一倍以上，“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”屬于節(jié)能、增力型傳動部件，直線電機可靠性受控制系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，對周邊的影響很大必須采取有效隔磁與防護措施，隔斷強磁場對滾動導(dǎo)軌的影響和對鐵屑磁塵的吸附。

5、應(yīng)用比較

直線電機驅(qū)動在以下數(shù)控裝備領(lǐng)域具有得天獨厚的優(yōu)勢：高速、超高速、高加速度和生產(chǎn)批量大、要求定位的運動多、速度大小和方向頻繁變化的場合。例如汽車產(chǎn)業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)線，精密、復(fù)雜模具的制造。

“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”在大型、超長行程高速加工中心，航空航天制造業(yè)中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構(gòu)件“鏤空”加工。要求高動態(tài)特性、低速和高速時的隨動性、高靈敏的動態(tài)精密定位，能輕載、快速特種CNC裝備。

直線電機的提升空間很大，未來直線電機的技術(shù)更加成熟了、產(chǎn)量上去了、成本下降了，應(yīng)用也會更加廣泛，但從節(jié)能降耗、綠色制造的角度思考，以及兩種結(jié)構(gòu)自身特點考慮“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠”驅(qū)動仍有其廣闊的市場空間。