直线电机通常被认为是扁平或U形通道设计。但是管状或轴式直线电机的结构原理提供了更高的效率，使其特别适合龙门应用。

圆柱形设计的好处

管状直线电机由带有永磁体的推杆（或管）和带有线圈的定子（有时称为压力器）组成。最常见的配置是带有移动定子的固定推杆，可以将负载或工具连接到该定子推杆上。但是一些制造商提供了这样的配置，其中杆从包围定子的壳体延伸和缩回。该设计提供了气动或螺杆驱动的杆式致动器的替代方案。在杆式推力应用中，线性马达提供高速和加速，能够承受高负载循环和精确定位。

带有伸缩杆的直线电机为气动或螺杆驱动的推杆执行器提供了替代方案。

管状直线电机优于扁平和U型通道的主要优点是效率高。直线电机的工作原理是洛伦兹力，它指出当带有电流的导体（定子）放置在垂直于电流的磁场中时，会在导体上产生力。力的方向垂直于磁场和电流。管状直线电机的关键在于它们的设计允许整个线圈（不仅仅是线圈的一部分，如平面和U形通道设计）垂直于磁通量，因此所有电流都用于产生力在旅行方向上，最大限度地提高效率。

垂直于磁通量和电流产生力

高效设备产生的热量更少，因此需要更少的冷却。较少的热量还意味着由于热效应导致的部件的膨胀和收缩较少，更重要的是，较少的热量传递到外部负载或工作环境。结果是更好的定位精度，这对于切割，加工或分配应用尤其重要。虽然有些设计可用于铁芯定子以获得更高的力，但大多数管状电机都是无铁芯的，因此它们没有齿槽效应并产生非常平滑的运动。

推杆和定子之间的气隙或空间相对较大，为0.5mm至2mm，圆形设计平衡了杆和定子之间的吸引力。这些特征使得管状线性电动机的安装和组装比其他线性电动机类型更容易。

直线电机XYZ轴龙门系统

龙门系统

与其他线性电机类型一样，管状电机通常与直线轴承系统集成，不仅可以提供驱动力，还可以提供负载引导。它们的圆形设计使其成为与单个导轨集成的理想选择。在龙门系统（轴上有两个执行器）中，单轨执行器优于双轨设计，因为具有两个以上并联运行的轨道的系统更可能在轨道之间经历不对准，这导致结合和过早磨损。实际上，许多线性电动机门架使用管状线性电动机。与其他直线电机一样，管状设计可在单个推杆上驱动多个定子，以便在同一轴上进行多次独立运动。