直線電機(jī)可以以良好的推力和極高的定位精度實(shí)現(xiàn)高加速度和長行程，而其他驅(qū)動機(jī)構(gòu)，如皮帶、絲杠或齒輪齒條，必須至少犧牲其中一項(xiàng)要求才能實(shí)現(xiàn)其他要求。這就是為什么直線電機(jī)是計(jì)量和半導(dǎo)體制造等高動態(tài)應(yīng)用的首選。

　　事實(shí)上，根據(jù)其性能規(guī)格，直線電機(jī)似乎是滿足直線運(yùn)動應(yīng)用中常見競爭要求的完美解決方案。但這帶來了一個問題，為什么直線電機(jī)沒有被更廣泛地采用？

　　要了解為什么直線電機(jī)的采用率仍然落后于其他驅(qū)動技術(shù)（如皮帶、絲杠或齒輪齒條驅(qū)動），讓我們來看看直線電機(jī)設(shè)計(jì)的一些優(yōu)缺點(diǎn)。

　　散熱和散熱

　　在確定和選擇電機(jī)（無論是旋轉(zhuǎn)電機(jī)還是直線電機(jī)）時，主要考慮因素之一是熱量。事實(shí)上，扭矩（或力）與速度曲線描述了給定電機(jī)驅(qū)動組合的連續(xù)和間歇運(yùn)行范圍，基于電機(jī)在指定運(yùn)行條件下的散熱能力。

　　與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，直線電機(jī)具有更大的發(fā)熱問題，因?yàn)樨?fù)載安裝在包含電機(jī)繞組的推進(jìn)器上。（在一些直線電機(jī)設(shè)計(jì)中，負(fù)載可以安裝在磁軌上，盡管這可能只適用于短行程。）在無鐵芯直線電機(jī)中，繞組封裝在環(huán)氧樹脂中，這與鐵或鋁等金屬不同.

　　這意味著熱量很容易傳遞到負(fù)載和周圍的組件，導(dǎo)致熱膨脹、退化，或者在極端情況下，損壞或故障。即使負(fù)載不受影響，熱量的積累也會降低電機(jī)的持續(xù)力輸出。為了解決這個問題，一些應(yīng)用需要強(qiáng)制空氣或液體冷卻，這會增加成本、占地面積和復(fù)雜性。

　　防止污染

　　由于采用開放式設(shè)計(jì)和外露磁鐵，扁鐵芯直線電機(jī)和U型槽式無鐵芯設(shè)計(jì)難以防止污染。雖然支撐直線導(dǎo)軌可以用各種現(xiàn)成的密封件和刮刀保護(hù)，但直線電機(jī)外露的磁鐵會吸引加工操作中的鐵顆粒，或者只是制造和工廠環(huán)境中常見的空氣污染。液體污染會損壞敏感的電子設(shè)備或干擾反饋系統(tǒng)。

　　當(dāng)然，蓋子和外部結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成防止污染，但它們使電機(jī)更難散熱，從而加劇了上述與熱有關(guān)的問題。

　　補(bǔ)償振動和振蕩

　　直線電機(jī)解決方案的主要賣點(diǎn)之一是它不需要在電機(jī)和負(fù)載之間使用機(jī)械動力傳輸部件，如螺釘、皮帶、齒輪箱和聯(lián)軸器。這意味著直線電機(jī)不會受到背隙、飽和度和柔度的影響，這些是使它們能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的定位精度并以快速的加減速率執(zhí)行高動態(tài)運(yùn)動的主要因素。

　　然而，機(jī)械傳動部件在運(yùn)動系統(tǒng)中可能是有益的，因?yàn)樗鼮檎袷幒妥枘釘_動提供了阻尼機(jī)制，例如處理力的反作用或由負(fù)載運(yùn)動引起的振動。如果沒有這種內(nèi)置阻尼效應(yīng)，振蕩和振動將阻止直線電機(jī)達(dá)到所需的定位精度或穩(wěn)定時間。

　　為了確保系統(tǒng)能夠響應(yīng)和校正這些無阻尼振動和振蕩的影響，直線電機(jī)系統(tǒng)通常需要更高頻率的速度、位置和電流（力）控制回路，以及更高的電流回路帶寬。位置反饋系統(tǒng)通常是光學(xué)或磁性線性編碼器也需要具有更高的分辨率，以便控制器能夠更準(zhǔn)確地跟蹤電機(jī)和負(fù)載的位置。即使是機(jī)架或支撐結(jié)構(gòu)也必須足夠堅(jiān)固（具有高固有頻率），以保持對沖擊和振動相對不敏感，并能承受直線電機(jī)產(chǎn)生的力。

　　X=位置，V=速度，I=電流，F(xiàn)=力，L=自感，R=電阻

　　為了達(dá)到直線電機(jī)所能達(dá)到的定位精度，控制系統(tǒng)需要高帶寬的控制回路和高分辨率的反饋。

　　換句話說，由于有助于補(bǔ)償振動和干擾的組件較少，因此反饋和控制回路必須能夠更快、更準(zhǔn)確地進(jìn)行通信，以便系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)、高精度的性能。

　　前期成本和總擁有成本

　　最后，直線電機(jī)廣泛采用的主要限制因素之一仍然是前期成本。盡管在某些應(yīng)用中直線電機(jī)解決方案的總擁有成本(TCO)低于傳統(tǒng)的皮帶、絲杠或齒輪齒條解決方案，但直線電機(jī)系統(tǒng)的前期成本仍然是一個障礙。它由在有限預(yù)算內(nèi)滿足性能規(guī)范任務(wù)的工程師和設(shè)計(jì)師使用。例如：對于長行程應(yīng)用直線電機(jī)解決方案擅長的領(lǐng)域之一滿足行程要求的磁鐵和高分辨率線性編碼器的成本可能會使直線電機(jī)解決方案數(shù)不勝數(shù)。

　　非傳統(tǒng)應(yīng)用推動直線電機(jī)采用率增長

　　盡管存在發(fā)熱、污染防護(hù)、高帶寬控制和成本等潛在困難，但直線電機(jī)的采用率正在提高。曾經(jīng)被視為半導(dǎo)體、計(jì)量和重型機(jī)械應(yīng)用的利基解決方案，鐵芯、無鐵芯和管狀直線電機(jī)現(xiàn)在用于汽車、食品和包裝以及印刷應(yīng)用，這些應(yīng)用可能沒有那么具有挑戰(zhàn)性或精確性要求苛刻，但是組件更少、停機(jī)時間更少和吞吐量更高的好處證明了額外的成本和設(shè)計(jì)考慮是合理的。