直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，摆动电机厂，则初级做直线运动。
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直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成. 由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，摆动电机供应，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目般均采用短初级长次级。
直线电ji定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”较高达到2~5μm，摆动电机安装，且要求CNC-伺服电机-无隙连轴器-止推轴承-冷却系统-高i精度滚动导轨-螺母座-工作台闭环整个系统的传动部分要轻量化，光栅精度要高。
若想达到较高平稳性，“旋转伺服电机+滚珠丝杠”要采取双轴驱动，直线电机是高发热部件，需采取强冷措施，要达到相同目的，直线电机则要付出更大的代价。寿命方面直线电机因运动部件和固定部件间有安装间隙，无接触，不会因动子的高速往复运动而磨损，沧州摆动电机，长间使用对运动定位精度无变化，适合高i精度的场合。而滚珠丝杠则不适合，滚珠丝杠则无法在高速往复运动中保证精度，因高速摩擦，会造成丝杠螺母的磨损，影响运动的精度要求。
