直线电机可达到更高加速度和更长行程，具有大推力和极高的定位精度，而其他驱动机构，如皮带、螺杆或齿条和小齿轮，很难同时这些方面都做到同样水平。这就是为什么直线电机是计量和半导体制造等高动态应用的首选。
直线电机的好处
在这些角度看来，直线电机似乎是解决直线运动应用中的完美解决方案。但这带来了一个问题，“为什么直线电机没有得到更广泛的应用？”
要了解为什么直线电机仍然落后于其他驱动技术（例如皮带、螺杆或齿条和小齿轮驱动），让我们来看看直线电机设计的一些优点和缺点。
一、散热问题
在选择电机（无论是旋转电机还是直线电机）的尺寸时，主要考虑因素之一是散热问题。事实上，扭矩与速度曲线，确定了电机驱动组合的连续和间歇运行范围，是基于电机在特定运行条件下的散热能力。
与旋转电机相比，直线电机的发热问题可能更为严重，因为负载安装在包含电机绕组的驱动器上。（在某些直线电机设计中，负载可以安装在磁轨上，尽管这可能只适用于短行程。）在无铁芯直线电机中，绕组封装在环氧树脂中，不会像铁或铝等金属。
这意味着热量很容易传递到负载和周围组件，导致热膨胀、退化，或者在极端情况下，会导致损坏或故障。即使负载不受影响，热量的积聚也会降低电机的持续输出。为了解决这个问题，一些应用需要强制空气或液体冷却，这会增加成本、占地面积和复杂性。
二、污染问题
由于其开放式设计和外露磁铁，扁平铁芯直线电机和 U 型通道无铁芯设计可能难以防止污染。虽然可以使用各种现成的密封件和刮刀来保护支撑直线导轨，但直线电机的外露磁铁可能会从机械加工操作或简单地从制造和工厂环境中常见的空气污染中吸引铁质颗粒。液体污染会损坏敏感的电子设备或干扰反馈系统。
当然，盖子和外部结构可以设计为防止污染，但它们会使电机更难以散热，从而加剧上述与热相关的问题。
三、补偿振动和振荡
直线电机解决方案的主要卖点之一是它消除了电机和负载之间对机械动力传输组件（例如螺钉、皮带、齿轮箱和联轴器）的需求。这意味着直线电机不会受到背隙、绕组和顺从性的影响，这是它们能够实现非常高的定位精度和执行高动态运动以及快速加速和减速率的主要因素。
但是，机械传动部件在运动系统中可能是有益的，因为它提供了一种用于振荡和衰减干扰的阻尼机制，例如加工力的反作用力或负载运动引起的振动。如果没有这种“内置”阻尼效应，振荡和振动会阻止直线电机达到所需的定位精度或稳定时间。
为确保系统能够对这些无阻尼振动和振荡的影响做出反应并进行校正，直线电机系统通常需要更高频率的速度、位置和电流（力）控制回路，以及更高的电流回路带宽。位置反馈系统（通常是光学或磁性线性编码器 ）也需要具有更高的分辨率，以便控制器能够更准确地跟踪电机和负载的位置。即使是机器框架或支撑结构也必须足够坚硬（具有高固有频率），以保持对冲击和振动相对不敏感，并承受直线电机产生的力。
换句话说，由于有助于补偿振动和干扰的组件更少，反馈和控制回路必须能够更快、更准确地进行通信，以使系统实现动态、高精度的性能。
四、前期成本高
最后，广泛采用直线电机的关键限制因素之一仍然是前期成本。尽管大量比较表明，在某些应用中，直线电机解决方案的总成本低于传统的皮带、螺杆或齿轮齿条解决方案，但直线电机系统的前期成本仍然是阻碍预算有限者决策的重要因素。例如，对于行程非常长的应用（直线电机解决方案擅长的领域之一），满足行程要求的磁铁和高分辨率线性编码器的成本可能会使直线电机解决方案被否决。
五、非传统应用推动直线电机采用率的增长
尽管发热、污染保护、高带宽控制和成本带来了潜在的困难，但直线电机的采用率正在增长。曾经被视为半导体、计量和重型机械加工应用的更佳解决方案，铁芯、无铁芯和管状直线电机现在用于汽车、食品和包装以及印刷应用，这些应用中的移动可能不那么具有挑战性或精度要求同样苛刻，但更少的组件、更少的停机时间和更高的吞吐量的好处证明了额外的成本和设计考虑是合理的。
