直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，为此，世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机的应用领域越来越广。

直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个特点：

一、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；

二、定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高，如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；

三、反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；

四、工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。

这些特点成就了直线电机在以下三个方面的主要应用：

一、应用于自动控制系统，这类应用场合比较多；

二、作为长期连续运行的驱动电机；

三、应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。

包装行业自动化应用

包装行业的灌装设备上，旋盖模组是一种常见的模块，它需要同时实现直线加旋转的运动，从而完成瓶盖旋紧的操作，并且在整个旋盖过程中需要对力量进行控制，以保证旋盖的质量。目前，在包装行业的灌装设备上，有两种旋盖模组技术被广泛使用，即机械旋盖技术和半伺服旋盖技术。

机械旋盖技术，也就是第一代旋盖技术，是通过机械凸轮来实现直线运动，通过齿轮加磁力环来实现旋转和旋盖力的控制。由于整个机构的运动都是通过机械来实现的，具有旋转力矩固定、无力矩反馈、速度和行程都难以调整、接触力固定、最大行程仅能达到80-150mm以及无瓶盖垂直位置反馈和装载效果检测等弊端。

这种机构在使用过程中，垂直位置升降的高度、旋转部分旋转的角度等，完全依赖于机械设计和机械加工的水平，因而对于旋盖质量比较难以把控。由于机械设计整体相对固定，当客户需要改变运动距离和高度时，需调整机械位置或更换机械凸轮，可操作性差，因而不适用于小批量产品的生产。

而目前国内大部分企业使用的便是这种方式，其设计的复杂度较高，安装和调试较为困难，长时间运行需要的维护的工作量大。但由于整体的设备成本较低，所以也有不少对产品效率、性能、能耗等要求不高的企业用户。    

50%伺服旋盖技术，即第二代旋盖技术，它是在第一代机械旋盖技术的基础上增加了旋转伺服电机进行旋盖，而直线运动部分依然通过机械凸轮实现。此技术在旋转力、力矩、速度的控制或调整方面已有所突破，但在行程、接触力、瓶盖垂直位置和装载效果方面还延续第一代的弊端。

由于旋转部分采用了伺服电机，从而可以对旋盖的力和位置进行更好的控制，从而提高了旋盖的质量。但是由于升降部分还是采用传统的机械凸轮结构，因而在改变瓶型进行高度调整的时候会比较麻烦。现在，国内已经有部分设备企业生产出了此类旋盖模组，而一些对旋盖质量要求较高的企业也已经开始采用这种技术设备。

被称为100%伺服技术的第三代旋盖模组，采用的是直线旋转电机来彻底取代传统的机械结构，实现了直线运动和旋转运动的全伺服控制。

直线电机是将传统电机定子的磁场打开，并进行侧向旋转，通过电流的变化对内部的动子形成直线的磁场力，从而直接实现直线运动的，这样省去了传统的旋转运动转化成直线运动所需要的各种结构。

管式直线电机结构简单，仅由独立的定子和动子两部分组成，外形类似于气缸，但性能却是电缸的数倍，可实现高速、高响应的多点位置、速度、加速度、以及力量的控制。

由于管式直线电机在结构上具有轴对称的特点，因而可以将其与传统的旋转伺服电机在结构上做成一体，从而实现直线旋转运动。基于直线伺服和旋转伺服的原理，可以对直线和旋转运动的位置、速度、和力量都进行控制。该直线旋转电机已成熟的应用于罐装设备的旋盖模组上，引领了第三代伺服旋盖技术的发展。