直线异步电机的工作原理及控制系统
《机电传动控制》(第5版)(全套教案)期末复习用
《机电传动控制》（第五版）教案第1章绪论1.1 机电系统的组成＝机械运动部件＋机电传动＋电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础，机械执行部分；2.机电传动———＝电力传动或电力拖动，是驱动生产机械运动部件的原动机的总称；3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务1.机电传动的目的——将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、以及速度调节，满足各种生产工艺的要求，保证生产过程的正常进行2.机电传动的任务①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。
1.3 机电传动控制的发展概况一、驱动系统的发展阶段：1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各（一组）生产机械。
生产效率低、劳动条件差，一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械，较成组拖动进了一步。
但当生产机械的运动部件较多时，其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。
不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为自动化提供了有利条件，是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段：1.接触器＋继电器控制——出现在20世纪初，应用广泛、成本低；但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制（30年代）、磁放大机控制（40～50年代）——从断续控制发展到连续控制，并具有了输出反馈环节，简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。
由此，开辟了机电传动控制的新纪元。
4.采样控制——数控技术＋微机应用的高水平断续控制，由于采样周期＜＜控制对象的变化周期，∴≌连续控制。
直线电机与磁悬浮技术应用
直线电机与磁悬浮技术应用中图分类号：tm359.4摘要：通过对直线同步电机与直线异步电机的工作原理及相关磁悬浮列车的模型分析。
在分析对比的基础上，了解各种模型的优缺点，为磁悬浮列车的改进提供理论依据。
关键词：定子转子励磁绕组滑差率极距1.直线电动机直线电机能够产生直线作用力，带负载做直线运动。
（1）直线异步电动机由笼型异步电机如图1.0，沿径向剖开到扁平型直线异步电机等效。
其工作原理是通入时间上是对陈的三相交流电流。
产生空间正弦分布气隙磁场。
沿着u-v-w相旋转，切割转子（滑子）产生感应电动势，使转子产生感应电流。
旋转磁场对转子电流作用产生电磁转矩。
通过对该电机模型的展开如图1.1，可以看到一个简单的运动模型，也可以想象转子就是一辆没有轮子的小车，但此模型不能提供悬浮力，只能提供牵引力。
如果在转子两侧同时加上定子就成了双边直线异步电动机。
一般利用双边直线电动机原理提供列车的牵引力。
（2）直线同步电动机直线同步电动机与直线异步电动机的区别在于，直线同步电机转子带有励磁绕组，通直流电，而直线异步电动机转子是一个铁块。
当直线同步电机空载时，定子与转子磁极轴线相重合，转子受到异性磁极相吸的电磁力就是垂直向上的磁悬浮力。
当电机负载时，轴线不重合，所受电磁力既提供牵引力又提供悬浮力。
如图1.8电网向车内配电室通入直流电，配电室将部分直流通向电磁铁，一部分流向逆变器。
逆变器将其逆变成频率可调的三相交流电，通向直线电动机的定子。
由直线电动机的运行原理可知定子与转自相对运动，又因为转子固定于铁轨上，所以与定子相连的列车开始运行，电磁铁分水平和竖直两块。
水平的运来产生克服重力的悬浮力。
竖直的则产生防止列车脱轨的到导向力。
列车刚启动时。
由于速度低。
不足以产生克服重力的悬浮力，只能依靠竖立的滑轮在轨道上滚动前进，当速度达到一定值时，列车脱离轨道。
车底水平的滑轮则是机械作用力防止列车偏离轨道。
吸附型磁悬浮列车不同之处在于电磁铁位于轨道下侧，与钢轨产生吸附力，使列车达到悬浮的效果。
异步电动机变压变频调速原理和按稳态模型控制的转差功率不变调速系统
１９
将式 （３１３） 对 ｓ求导，令 ｄＴｅ／ｄｓ＝０，可得恒 Ｅｓ／ω１ 控制特性在最大转矩时 的临界转差率为
最大转矩为
ｓｍ
＝
Ｒ′ｒ
ω１（Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ）
（３１６）
( ) ３
Ｔｅｍａｘ＝２ｐｎ
Ｅｓ ω１
２１ Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ
（３１７）
值得注意的是，在式 （３１７） 中，当频率变化时，按恒 Ｅｓ／ω１控制的 Ｔｅｍａｘ值恒 定不变，再与式 （３１１） 相比可见，恒 Ｅｓ／ω１控制的最大转矩大于恒 Ｕｓ／ω１控制时 的最大转矩，可见恒 Ｅｓ／ω１控制的稳态性能是优于恒 Ｕｓ／ω１控制的。
分母中的 Ｒ′ｒ２项，则
( ) Ｔｅ≈３ｐｎ
Ｅｓ ω１
２
ｓω１（ＬＲｌｓ′ｒ＋Ｌ′ｌｒ）２∝
１ ｓ
（３１５）
这又是一段双曲线。ｓ值为上述两段的中间值时，
机械特性在直线和双曲线之间逐渐过渡，整条特
性与恒压频比特性相似，图 ３６中给出了不同控
制方式时的机械特性。其 中，特 性 曲 线 １是 恒
Ｕｓ／ω１控制特性，特性曲线 ２是恒 Ｅｓ／ω１ 控制特 性。
带负载时，转速降落 Δｎ为
ｎ１
＝６０ｆ１ ＝６０ω１ ｐｎ ２πｐｎ
（１１）
６０ Δｎ＝ｓｎ１ ＝２πｐｎｓω１ 在式 （３７） 所示的机械特性近似直线段上，可以导出
（３９）
( ) ｓω１≈３ｐＲｎ′ｒωＵＴｅ１ｓ ２
（３１０）
由此可见，当 Ｕｓ／ω１为恒值时，对于同一转矩 Ｔｅ值，ｓω１ 基本不变，因而 Δｎ
Ｒ′ｒ２ ＋ｓ２ω２ １（Ｌｌｓ＋Ｌ′ｌｒ）２
（３１３）
这就是恒 Ｅｓ／ω１或恒 Φｓｍ控制时的机械特性方程式。 利用与前述相似的分析方法，当 ｓ很小时，可忽略式 （３１３）分母中含 ｓ项，则
[2017年整理]异步电动机的功率流程图
![[2017年整理]异步电动机的功率流程图](https://img.taocdn.com/s3/m/c4e431c477a20029bd64783e0912a21614797f2a.png)
异步电动机的功率流程图：由异步电动机的运行原理可知：当电动机定子接入三相交流电源后，定子绕组中建立的旋转磁场使转子绕组中感应出电流，两者相互作用产生电磁转矩Te使转子加速，直到稳定于低于同步转速n0的某一转速n0。
由于旋转磁场和转子承受同样的转矩，但具有不同的转速，因此在传到转子上的电磁功率Pm与转子轴上产生的机械功率Pi之间存在功率差Ps，称为转差损耗，它将通过转子导体发热而消耗掉，即Ps=Pcu2。
异步电动机流程图如图。
异步电动机的效率为输出机械功率P2与输入电功率P1之比。
在忽略了电动机定子与转子的一些损耗后，也可以用P2与电磁功率Pm之比来表示，即Ƞ=P2/P1≈P2/Pm=1-s转差功率Ps=sPm=sP2/(1-s)=sKT1n/(1-s)T1=C其中T1——不同性质的负载；C——常数，a=0、1、2分别表示恒转矩负载、转矩与转速成正比的负载以及转矩与转速平方成正比的负载（如离心泵、风机等）可得Ps=s(KC/(1-s)在s=0时，可得电动机最大机械功率输出P2max=KC电动机转差功率损耗系数Ps/P2max=s电动机的转差损耗系数表示转差损耗对调速拖动装置的最大输出机械功率的比值。
比值越大，能耗越大，运行越不经济。
异步电动机交流调速的方法：不论电机的形式怎么变化其工作的原理都是不变的。
任何电机的工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律的。
三相异步电机同样是基于这两大定律。
当然三相异步电动机基于此，还有自己的特点。
它是感应电机其产生感应电流的方式是定子通入电流，其中一部分磁通在短路环中产生了感应电流。
只有通过电流阻碍磁通，才能使电机产生相位差。
而相位差就是形成旋转磁场的原因。
三相异步电动机有着其固定的转速公式：n＝／p（1-s）从上面的公式我们不难看出三相异步电动机的运作原理以及影响因素。
通过其中P、S的不同，从而产生不同的调速方法。
起本质就是改变交流机的同步转速或者不同步转速。
而其中被广泛使用的不改变同步转速方法有许多，其主要有绕线式的多种调速方法，比如转子串电阻调速、串级调速等等。
华中科技大学-机电传动-第六章-控制电机
直线电动机原理
直线异步电动机的推力公式与三相异步电动机转矩公式 相类似，即
F KpI2m cos2
式中：K ——电机结构常数； p ——初级磁极对数； I2 ——次级电流；
m ——初级一对磁极的磁通量的幅值； cos 2 ——次级功率因数。
（1-23）
直线电动机原理
在推力作用下，次级运动速度应小于同步速度， 则滑差率为:
（1-19）
直线异步电动机的结构
直线电动机是由旋转电动机演变而来的，结构类似 于将其旋转电动机切割并展开铺平而成
动子
定子 短初级
短次级
（1-20）
直线电动机原理
直线电动机初级的多相 绕组通入多相电流后， 也会产生一个行波气隙 磁场B，这个磁场的磁 感应强度按通电的相序 顺序作直线移动。 显然行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面的线 速度是一样的，这个速度称之为同步线速，用 v s 表示， 且
vs v S vs
v (1 S )vs 2 f (1 S ) 次级移动速度 上式表明直线异步电动机的速度与电机极距及 电源频率成正比，因此，改变极距或电源频率 都可改变电动机的速度。 与旋转电动机一样，改变直线异步电动机初级 绕组的通电相序，就可改变电动机运动的方向， 从而可使直线电动机作往复运动。
（1-25）
直线电动机XY工作台
（1-26）
直线电动机用于PCB钻孔
（1-27）
v s 2 f (cm/s)
式中， ——极距(cm)； f ——电源频率(Hz)。
（1-21）
直线电动机原理
F
v
在行波磁场B切割下，次级导条将产生感应 电势和电流 ，所有导条的电流和气隙磁场 相互作用，产生切向电磁力F。由于初级是 固定不动的，那么，次级就顺着行波磁场运 动的方向作直线运动v。
地铁动力机组工作原理
地铁动力机组工作原理
地铁动力机组工作原理介绍
地铁动力机组是地铁列车的动力系统，负责提供列车所需的牵引力和能量供应。
它主要由电机、传动装置和控制系统组成。
地铁动力机组采用直流电机驱动，通常是直线电机或异步电机。
直线电机安装在地铁轨道上，通过电磁感应原理产生牵引力，并将列车推进。
异步电机则安装在列车车体上，通过传动装置传递力量给轮轴，使之旋转并推动列车前进。
传动装置主要包括齿轮传动和联轴器。
齿轮传动用于传递电机产生的转矩给车轮，使车轮能够旋转。
联轴器则用于将电机与传动装置连接起来，传递转动力量。
控制系统是地铁动力机组的大脑，主要由电子控制器和传感器组成。
电子控制器接收来自列车综合管理系统的指令，控制电机的运行和牵引力的大小。
传感器用于监测列车的运行状态，如速度、温度等，并将数据反馈给电子控制器，以便做出相应的调整。
地铁动力机组工作原理的基本流程是：综合管理系统发送信号给电子控制器，电子控制器根据信号指令控制电机的运行，电机通过传动装置将力量传递给车轮，车轮获得动力开始旋转，进而推动列车前进。
总之，地铁动力机组通过电机驱动和控制系统的协作，提供了地铁列车的动力和能量供应，使得地铁能够安全、高效地运行。
交流异步电机工作原理
交流异步电机工作原理异步电机是一种常见的电动机，它的工作原理是通过交流电源的供给，产生一个旋转的磁场来驱动电机转动。
在交流电机中，电流的方向和大小都是变化的，因此需要特殊的设计来实现电机的正常工作。
首先，我们来看一下异步电机的结构。
异步电机主要由定子和转子两部分组成。
定子是固定不动的部分，通常由绕组和铁芯构成。
绕组通常由若干个线圈组成，这些线圈被连接在一起，形成一个环形的结构。
而转子则是可以旋转的部分，通常由铁芯和导体组成。
当电流通过定子绕组时，会产生一个旋转的磁场，这个磁场会影响到转子上的导体，从而驱动转子转动。
其次，我们来看一下异步电机的工作原理。
当交流电源接通时，定子绕组中会产生一个旋转的磁场，这个磁场会在空气隙中感应出转子上的感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电流会产生一个反向的磁场，这个磁场会与定子磁场相互作用，从而产生一个转矩，驱动转子转动。
由于感应电流的存在，转子上也会产生一个磁场，这个磁场会与定子磁场相互作用，从而使得电机能够持续地转动。
在实际应用中，异步电机通常需要配合启动电路来实现正常的启动。
由于转子上的感应电流需要一定的时间来建立和稳定，因此在启动时需要额外的控制电路来限制电机的启动电流，从而保护电机和供电系统。
一般来说，异步电机的启动电路可以采用星角启动、自耦启动或者变压器启动等方式来实现。
除了启动电路外，异步电机还需要配合调速控制系统来实现不同转速的调节。
在工业生产中，往往需要根据不同的工艺要求来调整电机的转速，这就需要采用变频调速、电压调速或者极数调速等方式来实现。
这些调速方式都是通过改变电机的供电频率、电压或者极对数来实现电机转速的调节，从而满足不同工艺要求。
总的来说，异步电机是一种常见的电动机，它通过交流电源的供给，利用磁场相互作用的原理来驱动电机转动。
在实际应用中，需要配合启动电路和调速控制系统来实现电机的正常工作。
异步电机具有结构简单、维护方便、成本低廉等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
电机与电气控制技术(第五版)课件第4章
第一节 直流电动机1
直流电动机是指输入直流电能输出机械能的旋转机械。 直流电动机由于具有调速性能好、起动转矩大的优点曾被广泛使用 过，但它的结构较复杂、使用维护较麻烦，已基本上被交流电动机取代。 一、直流电动机的工作原理 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通 常磁场固定不动，而导体做成可在磁场中绕中心轴OO，旋转，如图4-1中 线圈abcd。为了使线圈abcd在不同的磁场位置下按同一方向旋转，采用 了电刷和换向器结构。但也正是这个电刷和换向器结构，使直流电动机 的结构变得复杂，成了它的致命所在。
第四节 测速发电机2
二、直流测速发电机 1．直流测速发电机的结构及工
作原理 直流测速发电机是一种用来测
量转速的小型直流发电机，在自动 控制系统中作反馈元件，外型如图 4-29。结构上与普通小微型直流发 电机相同，通常是两极电机，分为 他励式和永磁式两种。
第四节 测速发电机3
直流测速发电机的工作原理是在永久磁铁产生的恒定磁场中，电枢以转
第四节 测速发电机1 一、概述 测速发电机在自动控制系统中作检测元件，可以将电动机轴上的机 械转速转换为电压信号输出。输出电压的大小与发电机的转速成正比。 输出电压的极性反映电动机的旋转方向。测速发电机有交、直流两种形 式。 自动控制系统要求测速发电机的输出电压必须精确、迅速且与转速 成正比。测速发电机主要用于作测速元件、阻尼元件、解算元件。
步进电动机的种类很多，按运动方式可分旋转型和直线型。旋转型又可 分感应式、永磁式和混合式等。感应式步进电动机的转子上没有绕组，依靠变 化的磁阻生成磁阻转矩工作。永磁式步进电动机的转子上有磁极，依靠电磁 转矩工作。感应式步进电动机是目前应用最为广泛的步进电动机。
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现代驱动技术直线异步电机的工作原理及控制系统题目：直线异步电机的工作原理及控制系统直线异步电机的基本结构：一、直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。
它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。
直线电机最初由英国人惠斯登1840年提出、实验，但不成功。
随后，人们对它进行了深入研究，从理论到实践做了大量工作。
1945年美国西屋公司首先研究成功以直线电机作为动力的飞机弹射器，但由于成本太高而未能推广。
总体来说，当时由于自身理论上的不完善，加上其它相关技术的局限，同时，需求不是很迫切，直线电机技术发展缓慢。
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，从上世纪60年代开始，由于控制技术、材料技术的发展，基础研究的进步与突破，直线电机进入全面开发阶段。
世界上许多国家下大力气在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机的应用领域越来越广。
英国莱斯韦特教授1966年出版了比较系统地介绍直线电机的专着《InductionMachines for Spesial Purposes》，为直线电机的发展做出了突出贡献。
一般电动机工作时都是转动的。
但是用旋转的电机驱动的交通工具（比如电动机车和城市中的电车等）需要做直线运动，用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动。
这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置。
能不能直接运用直线运动的电机来驱动，从而省去这套装呢？几十年前人们就提出了这个问题．现在已制成了直线运动的电动机，即直线电机。
直线电机是一种新型电机，近年来应用日益广泛。
磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。
直线电机除了用于磁悬浮列车外，还广泛地用于其他方面，例如用于传送系统、电气锤、电磁搅拌器等．在我国，直线电机也逐步得到推广和应用。
直线电机的原理虽不复杂，但在设计、制造方面有它自己的特点，产品尚不如旋转电机那样成熟，有待进一步研究和改进。
直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电动机和交流直线同步电动机。
以前 3种应用较多。
按结构可分为单边型和双边型两种。
在单边型结构中，定子和动子之间受有较大的单边磁拉力；双边型结构由于两边磁拉力互相平衡，支承部分摩擦力较小，动作比较灵活。
直线异步电动机的结构主要包括定子、动子和直线运动的支撑轮三部分。
为了保证在行程范围内定子和动子之间具有良好的电磁场耦合，定子和动子的铁心长度不等。
定子可制成短定子和长定子两种形式。
由于长定子结构成本高、运行费用高，所以很少采用。
直线电动机与旋转磁场一样，定子铁心也是由硅钢片叠成，表面开有齿槽；槽中嵌有三相、两相或单相绕组；单相直线异步电动机可制成罩极式，也可通过电容移相。
直线异步电动机的动子有三种形式：动子是由导磁材料制成（钢板），既起磁路作用，又作磁性动子 (1)为笼型动子起导电作用。
，动子是由非磁性材料（铜）制成，主要起导电作用，非磁性动子 (2) 这种形式电动机的气隙较大，励磁电流及损耗大。
动子导磁材料表面覆盖一层导电材料，导磁材料只作为磁路导磁作(3)用；覆盖导电材料作笼型绕组。
因磁性动子的直线异步电动机结构简单，动子不仅作为导磁、导电体，甚至可以作为结构部件，其应用前景广阔。
直线电动机的种类按结构形式可分为；单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型（或称为管型）等；按工作原理可分为：直流、异步、同步和步进等。
下面仅对结构简单，使用方便，运行可靠的直线异步电动机做简要介绍。
直线异步电机的工作原理：二、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。
直线异步电动机的工作原理和旋转式异步电动机一样，定子绕组与交流电源相连接，通以多相交流电流后，则在气隙中产生一个平稳的行波磁场（当旋转磁场半径很大时，就成了直线运动的行波磁场）。
该磁场沿气隙作直线运动，同时，在动子导体中感应出电动势，并产生电流，这个电流与行波磁场相互作用产生异步推动力，使动子沿行波方向作直线运动。
若把直线异步电动机定子绕组中电源相序改变一下，则行波磁场移动方向也会反过来，根据这一原理，可使直线异步电动机作往复直线运动。
利用电能直接产生直线运动的电动机。
其原理与相应的旋转式电动机相似，在结构上可看作是由相应旋转电机沿径向切开，拉直演变而成（图1）。
直线电动机包括定子和动子两个主要部分。
在电磁力的作用下，动子带动外界负载运动作功。
在需要直线运动的地方，采用直线电动机可使装置的总体结构得到简化。
直线电动机较多地应用于各种定位系统和自动控制系统。
大功率的直线电动机还常用于电气铁路高速列车的牵引、鱼雷的发射等装备中。
直线异步电动机由旋转式异步电动机演变而来。
其工作原理和旋转式异步电动机相同。
主要由原边和副边两部分组成，嵌有线圈的部分为原边。
当多相绕组中通入电流后，电机气隙中就产生一个磁场行波，切割副边的导体而感生电流。
此电流与磁场作用产生电磁力使原边和副边发生相对运动。
直线异步电动机可以做成原边固定、副边可动的短副边型和副边固定、原边可动的短原边型两种结构。
短原边型所用线圈数量少，比较经短副边型常用于金属物体的投射。
直线异步电动机常在工业济，应用较多;自动化系统中作为操作杆的动力，用它操作自动门窗、自动开关和阀门以及各种机械手，也可用于电气铁路高速列车的牵引和鱼雷发射等。
直线异步电动机主要用于功率较大场合的直线运动机构，如门自动开闭装置，起吊、传递和升降的机械设备，驱动车辆，尤其是用于高速和超速运输等。
由于牵引力或推动力可直接产生，不需要中间连动部分，没有摩擦，无噪声，无转子发热，不受离心力影响等问题。
因此，其应用将越来越广。
直线同步电动机由于性能优越，应用场合与直线异步电动机相同，有取代趋势。
直线步进电动机应用于数控绘图仪、记录仪、数控制图机、数控裁剪机、磁盘存储器、精密定位机构等设备中。
也是利用电磁作用将电能转换成为机直线电机的工作原理和旋转电机一样，械能。
交流感应直线电机在机床上的安装如图4-56所示。
铁芯的多相通电绕组（电机的初级）安装在机床工作台（溜板）的下部，是直线电机的动子部件；在床身导轨之间安装不通电的绕组，每个绕组中的每一匝都是短路的，相当于交流感应回转电机鼠笼的展开，是直线电机的定子部件。
图4-56?短初级直线电机安装结构及实物照片1-光栅尺?2-次级（定子）?3-初级（动子）如图4-57所示，在直线电机的三相绕组中通入三相交流电时，会在电机初、次级间的气隙中产生磁场，如果不考虑端部效应，磁场在直线方向呈正弦分布。
图4-57?直线电机基本工作原理图1-初级 2-次级 3-行波磁场当三相交流电随时间变化时，气隙磁场将按A、B、C相序沿直线移动，称此平移的磁场为行波磁场。
直线电机内的行波磁场的移动速度与旋转电机，的旋转磁场在定子内圆表面的线速度相同，这个速度称为同步线速度vs 其计算公式如下：式中——初级的极距； f ——电源频率。
改变直线异步电机初级绕组的通电相序，就可改变电机运动的方向，从而可使电机作往复运动。
直线电机控制系统和控制方法：三、直线电机控制系统可以采用开环控制系统，闭环控制系统，如果把直流电机结构进行“里翻外”的处理，即把电枢绕组装在定子，转子为永磁部分，并以转子轴上的编码器测出磁极位置控制电子开关进行电子换相，这就构成了永磁无刷直流电机。
这种交流伺服电机具有良好的伺服性能。
从80年代开始，逐渐应用在数控系统的进给驱动装置上。
交流伺服系统采用交流伺服电机作为驱动器件，可以和直流伺服电机一样构成高精度、高性能的半闭环或全闭环控制系统，由于交流伺服电机内是无刷结构，几乎不需维修，体积相对较小，有利于转速和功率的提高。
目前交流伺服系统已在很大范围内取代了直流伺服系统。
在当代数控系统中，伺服技术取得的突破可以归结为:交流伺服取代直流伺服、数字控制取代模拟控制、或者把它称为软件控制取代硬件控制。
这两种突破的结果产生了交流数字驱动系统，应用在数控机床的伺服进给和主轴装置上。
由于电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的快速发展，软件运算及处理能力的提高，采用高速微处理器和专用数字信号处理器(DSP-DigitalSignalProcessor)的全数字化交流伺服系统出现后，使系统的计算速度大大提高，采样时间大大减少。
原来的硬件伺服控制变为软件伺服控制，一些现代控制理论中的先进算法得到实现，进而大大地提高了伺服系统的性能，例如OSP-U10/U100网络式数控系统的伺服控制环就是一种高性能的伺服控制网，它对进行自律控制的各个伺服装置和部件实现了分散配置，网络连接，进一步发挥了它对机床的控制能力和通信速度。
这些技术的突破，使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强，大大推动了高精高速加工技术的发展。
直线电机直接驱动也存在一些缺点和问题，除控制难度大(中间没有缓冲环节和存在端部效应)外，还存在强磁场对周边产生磁干扰，影响滚动导轨副的寿命，同时给排屑、装配、维修带来困难，以及发热大、散热条件差。
需解决散热、隔磁、足够的推力、自锁和移动部件轻量化等方面的问题，才能在机床上实际应用，同时成本较高也影响其推广应用。
目前这些问题都已得到不同程度的解决，采用者愈来愈多。
交流直线伺服电机也有．感应(异步)式和同步式两大类，同步式(次级为永久磁钢)由于效率高、推力密度大、可控性好等优点，尽管其对隔磁防尘要求较高和装配较困难，现在也已成为机床用直线电机的主流。
例如，美国Ingersoll铣床公司生产的HVM800高速卧式加工中心，X、Y、Z三轴都采用永磁同步直线伺服电机，最大进给速度可达76.2m/min，最大加速度1.5g。