本发明是在发明“直线电机”（申请号：92104229.9）基本原理和结构的基础上，作了进一步实质性改进和完善，并赋予了新的功能。 该磁阻步进式直线电机所实现的直线运动，与现有旋转电机经变速传动机构及感应式直线电机所实现的直线运动相比，工作原理和结构不同，有着结构简单，加工制作容易，控制灵活、简便、易调速等特点，与发明“直线电机”相比，还有下列特点：
1、增加了消除电火花装置。该装置是在负载线圈和电源之间，串接了一无触点电子开关，消除了原发明“直线电机”主电路触点断开时产生的电火花，使电机使用寿命大大提高。
2、原发明“直线电机”的供电线路和传感电路是制作在作为导轨的管子外壁上，这固然有其先进性，但由于制作工艺和使用场合的限制，有时需要把控制电路和导轨分开来布置，本发明针对不同情况采用一块专用印刷电路板单独控制和供电及电缆供电两种方式，传感电路的布置方式与原发明“直线电机”也不相同。在传感触点接通和断开电源的时刻，线圈与铁芯的相对位置，也根据电机性能和用途的不同，作了相应改变，使得电机工作效率提高，并为加设电子开关及控制电机做步进式垂直直线运动创造了条件。根据该直线电机的基本工作原理和结构，位置传感电路也可采用磁耦合元件或光电耦合元件，布置在传感板上，故可省却滑动触点，改由电缆供电，提高使用安全性，为叙述方便起见，仅以有滑动触点的位置传感电路加以说明。其它传感方式不再复述。
3、原发明“直线电机”的线圈是一只单绕组线圈，电源利用率较低，并使电机运行性能受到限制，本发明除对发明“直线电机”单绕组线圈结构进行改进外（例如增加了磁轭）又采用了多绕组线圈结构，通过改变和调整每个绕组的通、断电顺序及在通、断电时，绕组与铁芯的相对位置，使每个绕组在一定时间内，按一定规律轮流工作或同时工作，增加了控制的灵活性和多样性。
本发明分为：（一）、有位置传感电路及电子开关的单绕组线圈磁阻步进式直线电机。（二）、有位置传感电路及电子开关的双绕组线圈磁阻步进式直线电机。（三）、有位置传感电路及电子开关，具有延时通电功能的三绕组线圈磁阻步进式直线电机。（四）、数字电路控制的三绕组线圈磁阻步进式直线电机。（五）、有位置传感电路及电子开关，具有延时通电功能的四绕组线圈磁阻步进式直线电机。（六）、数字电路控制的四绕组线圈磁阻步进式直线电机。因是在一个总的发明构思下的几项发明，故作为一件申请提出：
（一）有位置传感电路及电子开关的单绕组线圈磁阻步进式直线电机。
电机原理结构如图1所示、图1中，1为电源主触点，2为传感触点，3为控制电路板，4为线圈，5为导轨，6为铁芯，7为电子开关组件1，图2为控制电路布置图。控制电路制作在一块敷铜板上，图中黑线为刻蚀部分。图3是电机原理接线图，图中：K为换向开关，R为限流电阻，SCR为单向可控硅，L为线圈绕组，D为续流二极管。
电机由线圈、内部装有铁芯的导轨和控制电路三大部分组成。导轨是一根管子，管子截面形状不限，在管子内部，间隔排列着等长的铁芯，铁芯和导轨固定。控制电路板布置在导轨的上方或侧方，与导轨平行，线圈套在导轨上，通过主触点、传感触点在印刷电路板上滑动，控制线圈绕组的通，断电时刻，及在通、断电时，线圈与铁芯的相对位置，从而控制线圈和导轨作相对直线运动（为叙述方便起见，假设导轨固定不动）在线圈上装有无触点电子开关，根据线圈的供电类型可选择单、双向可控硅或其它电子元件。
现结合图1、图3对电机运行状况予以说明。
在起始位置，图1中传感触点所在t0位置，当把换向开关K搬向K1位置，电源经电阻R、K、传感触点触发可控硅SCR（见图3）SCR导通，电源经主触点向线圈绕组L供电，绕组得电产生电磁力，根据电磁理论，电磁力将吸引铁芯向左运动，由于铁芯和导轨固定，根据作用反作用定律，线圈向右运动。当传感触点运行至t1位置，传感触点断电，SCR关断，绕组L断电，线圈靠惯性继续向右运动。（如线圈不断电，根据最小磁阻理论，线圈会吸住铁芯不动，这时磁阻最小），传感触点运行至t2位置，绕组再次通电使线圈继续向右运动，到达t3位置，绕组再次断电，线圈靠惯性继续向右运动。以此类推，直至传感触点到达t6位置，线圈受限位作用而停止。在停止位置，当把换向开关搬向K2位置，传感触点通电 触发SCR导通，绕组通电使线圈向左运动，在运行过程中，传感触点在t6、t8、t10、位置通电，在t7、t9、t11、位置断电，在t11位置断电后，线圈靠惯性继续向左运动，到达左端受限位作用而停止。这时传感触点处于t0位置。改变电源电压可以改变电机运行速度。
在图1中，设线圈高度为h，铁芯长度为l，间隔距离为d，则有h＝l＝d。
本发明由于采用了无触点电子开关，则主电路两只触点（或碳刷）始终和供电线路相接触，因而没有火花产生，传感触点在运行过程中时断、时续，但由于电阻降压、限流，流经传感触点的电流极小，属弱电控制，故火花极小，对线路不造成危害，可略忽不计，这就克服了绕组主触点因没有电子开关而产生火花，使线路烧蚀严重，直至不能正常工作之不足。
该直线电机控制电路的布置较原发明“直线电机”作了改进，见图2，图中黑线为刻蚀部分，线板腐蚀量小，触点基本上是在同一平面内运动，运行比较平稳，延长了线路板使用寿命，这样的布置方式，也为电机采用多绕组线圈结构及其它控制方式创造了条件。
电机在通、断电时，线圈与铁芯的相对位置，也根据不同情况，在一定范围内作了改进，见图4，图4中实线表示绕组通电时所在位置，虚线表示断电时所在位置。通电时，铁芯伸入线圈长度δ1约为线圈高度的1/10～1/5，断电时，铁芯伸入线圈长度δ2约为线圈高度的1/2～4/5，这样安排，即能保证线圈绕组通电时有较大的起动力，又能保证线圈在断电时，有较大的惯性力。
实现该发明的最好方式，在于合理设计线圈和铁芯结构及在通、断电时的相对位置，使线圈通电时，初始吸力大，断电时，惯性力较大，为提高效率，线圈可做成装甲螺管式，见图6，图6中、8是装甲（磁轭），9是线圈骨架，10为绕组，11为碳刷，12为碳刷架。铁芯可做成图5形状，图5（a）为两端具有极靴的铁芯，在于提高线圈运行速度，图5（b）是中空的铁芯，有利于通风散热，图5（c）是分段连续式铁芯，有利于加工制造和安装定位。磁轭和铁芯材料可根据绕组供电类型是直流或交流选用工业软铁或电工钢叠片，导轨管壁要尽量薄，骨架采用尼龙钢且壁尽量薄，为减少摩权阻力，可考虑在线圈两端加滑动轴承，线路板的敷铜板要加厚或定做，并尽量使敷铜面朝下，可防止触点摩擦产生的导电粉末滞留于刻线之中而造成短路，增加了使用的安全性。为安全起见，可用磁耦合元件（例如干簧管）光电耦合元件（例如光电二极管、三极管等）作为位置传感元件，代替传感触点，控制线圈的通，断电时刻及在通断电时，线圈与铁芯的相对位置，控制线圈运动，其运动方式完全相同，但却省却了所有滑动触点，改由电缆供电，但要考虑电缆的架设和运动方式。线圈固定时，电缆也固定不动。
（二）有位置传感电路及电子开关的磁阻步进式双绕组线圈直线电机。
该直线电机的单个绕组，导轨，及铁芯结构、尺寸和上述单绕组线圈直线电机完全相同，不同的是增加了一个单绕组线圈及与之配套的电子开关和传感触点，线圈可做成整体式的或两个线圈间隔一定距离分开布置，控制电路的方式也作了相应改变。
图7为电机原理接线图，图中R是限流电阻，K是换向开关，SCR1、SCR2是单向可控硅，D1D2为续流二极管，L1、L2为线圈绕组。
图8为电机原理结构图。图中14为传感触点2，15为传感触点1，16为绕组L2，17为电子开关组件2，18为绕组L1。
现结合附图7，附图8对电机运动状况做以说明：
如图8所示：在起始位置，传感触点1所处t0位置，当把扭子开关K搬向K1位置，传感触点1接触电源，可控硅SCR1导通（见图7）L1得电使线圈向右运动，到达t1位置，传感触点1断电，SCR1关断，L1断电，线圈靠惯性继续向前运动，在t0位置，传感触点2接触电源，SCR2导通，L2得电使线圈继续向右运动，这样，传感触点在t0、t2位置轮流通电，在t1、t3位置轮流断电，起着接力的作用，直至传感触点2处于t4位置，线圈受限位作用而停止。在t4位置，当把换向开关搬向K2，触点2首先通电，SCR2导通，L2通电使线圈向左运动，这样，两个触点在t4、t6位置上使L2、L1依次通电，在t5、t7位置上使L2、L1依次断电，直至传感触点1运行至t0位置，线圈受限位作用而停止。线圈运行的大部分行程靠电磁吸力作用，这就提高了电源利用率，并使电机运行平稳性和可靠性能得以提高，在一定范围内，改变电源电压，可以改变电机运行速度。
实现该发明的最好方式，除了和前述电机应采取的方式外，应使每个线圈的结构尺寸尽量对称，当两个线圈分开布置时，线圈之间的间隔要合理为2nl，即铁芯长度的偶次倍。控制线路的布置如图9形状所示，这样能保证线圈正、反向运动时起始位置和运行状况一致，当线圈处于起始和终止位置时，线圈处于自动断电状态。为了减少线圈到达终点时的撞击力，可考虑在线圈端部和限位点加设缓冲弹簧。为安全起见，可采用其它无触点传感方式（光电耦合，磁耦合）用电缆向线圈供电。
（三）有位置传感电路及电子开关，具有延时通电功能的三绕组线圈磁阻步进式直线电机。
上述两种直线电机，靠调整电源电压进行调速，调速范围较窄，运行速度较快，低速不易实现。在实际应用中往往要求电机速度较慢，例如将该直线电机应用于电动窗帘机，人们希望看到窗帘徐徐启闭，另外，人们也希望电机能在某一位置停止，并向相反方向运行。为此，设计了带有延时电路的磁阻步进式三绕组线圈直线电机，该直线电机与上述两种直线电机不同之处在于：1、由一只双连钮子开关代替了单连钮子开关。2、增加了电阻，电容组成的延时通电电路。3、线圈由三个单绕组线圈组合而成。4、铁芯的间隔距离缩短。
图10是电机原理接成图，图中，W为电位器，K为双连扭子开关，R为放电电阻，BCR1、BCR2、BCR3为双向可控硅，DS1、DS2、DS3为双向二极管，C1、C2、C3为充放电电容，L1、L2、L3为线圈绕组。
图11为电机原理结构图，图中：20为传感触点1，21为传感触点2，22为传感触点3，23为绕组L1 24为绕组L2，25为绕组L3，26为电子开关组件3（包括双向可控硅，双向二极管、电阻、电容等）。
现结合附图对电机运行状况予以说明：
如图10、图11所示：在起始位置，传感触点1所在t0位置，当把双连扭子开关搬向K1，电源经电位器W，开关K1，传感触点1向电容C1充电，（设电容初始电位为零）经延时一段时间τ后，电容电位上升至双向二极管DS1的转折电压时，DS1导通，触发双向可控硅BCR1导通，L1得电使线圈向左运动，当线圈运行一段距离后，传感触点2接触电源，经延时一段时间τ后，绕组L2通电使线圈继续向左运动，同理：当线圈再运行一段距离后，传感触点3接触电源，经延时一段时间τ后，绕组L3通电使电机继续向左运动。这样，三个传感触点在t0、t1、t2、t3位置轮流使绕组通电。在t5、t6、t7、t8位置轮流使线圈断电，当绕组通断电时，电容所充电荷经传感触点，开关K和放电电阻R放电，为下次通电作准备。
在t5位置，传感触点3最后断电，线圈靠惯性继续运行，在触点3到达t4位置，线圈受限位作用而停止。
这样，从传感触点接触电源起，到绕组通电线圈开始运行止，有一个延时时间τ，在此延时时间内，前一个绕组传感触点没有脱离电源，使绕组吸住铁芯不动，这时磁阻最小，绕组中心线和铁芯中心线对齐（参考图17中t1位置）这就起到了自定位作用。当第二个绕组通电时，线圈向前运动使前一个传感触点接地，前一个绕组断电，后一个绕组传感触点接触电源，为绕组延时通电作准备。以此类推，这样，整个电机线圈作间歇式步进运动，通过调节W，改变电容充电时间τ，从而调节电机运行速度。
在t5、t8位置，控制电路的布置使传感触点提前一段时间断电，（见图12）这样，当线圈将运行至终点、最后一个传感触点接地时，使线圈能够靠惯性运行较长一段距离，而不会吸住铁芯不动，使线圈运行至作反向运动时的起始位置，为反向运动做准备，绕组在起始位置处于断电状态。
在t4位置，当把扭子开关搬向K2，传感触点3首先接触电源，经延时一段时间τ后，绕组L3首先通电使线圈向右运动。直至运行至右边传感触点1所在t0位置，线圈受限位作用而停止。
需要指出的是：在电机整个行程的任何位置，搬动扭子开关K总能使电机反向，这就克服了前述两种类型直线电机只有在起始位置搬动开关K，才能使电机运行之不足。
电机在整个行程中，仅仅在线圈接近终点时使线圈绕组提前断电，线圈靠惯性运行一段距离，线圈运行的大部分时间靠电磁吸力作用，或者受电磁吸力吸住铁芯不动，或者靠电磁吸力吸引线圈运动，克服了前述两种直线电机在运行过程中需要靠惯性运行一段距离。从而提高了电机运行可靠性和带负荷能力。
实现该发明的最好方式，在于合理地选择单个线圈高度h，铁芯长度l和间隔距离d，这里设铁芯间隔距离d和单个线圈高度相等，是铁芯长度的1/2，即h＝d＝（1/2）l。，见图11，为了安全起见，电源可采用低压安全电源、或光电耦合，磁耦合位置传感方式由电缆供电。
（四）数字电路控制的磁阻步进式三绕组线圈直线电机
上述三种直线电机，其共同特征是采用电路板做为供电电路和传感电路，需要触点在印刷线路板上滑动控制电机线圈运动，这就不可避免地造成触点和印刷电路的机械磨损，另外，在某些使用场合，由于电路板的存在，使安装使用不便，如果采用较高电源电压，电路板导电体由于部分裸露，有不安全因素存在，且电机运动和控制的灵活性受到限制，为了克服上述直线电机之不足，开拓该电机的应用领域，为此设计了数字电路控制的磁阻步进式三绕组线圈直线电机，省却了位置传感电路和滑动触点，改由电缆直接向电机绕组供电，提高了电机使用安全性和控制的多样性。
该直线电机线圈和导轨内部结构和上述三绕组线圈磁阻步进式直线电机完全相同，运行状态略有不同，其特征是由数字电路产生时序脉冲电流，通过控制每个绕组的通电时间和通电顺序，及在通断电时，线圈与铁芯的相对位置，使线圈相对于导轨作直线运动，电机有两种基本运行状态，通过改变时钟脉冲频率，可以调节电机运行速度，改变三相绕组中任意两组的相序可以改变电机运行方向。并可附加定时，定位和遥控功能。
图13是电机第一种运行状态、数字电路的输出状态图。与其对应的绕组通、断电顺序为L2L1-L1-L1L3-L3-L3L2-L2-L2L1-……，电机运行一个步距为1/4铁芯长度，图14为数字电路原理图，图15为电机第二种运行状态数字电路输出状态图，图中实线所示波形，与其对应的绕组通，断电顺序为L1-L2-L3-L1-……，图中虚线所示波形，与其对应的绕组通，断电顺序为L2L3-L3L1-L1L2-L2L3-……，两种供电方式电机线圈运行一步距均为1/2铁芯长度。图16为电机主电路图，图17为电机运行状态分解图。
图13、图15中，CP为时钟脉冲，Q、 Q为数字电路的输出状态，Q为高电平时， Q为低电平，Q、 Q为互补输出状态。
图14中Ic1、Ic2、Ic3是1/2双D触发器，Ic4、Ic5是1/4四与非门，与非门Ic4、Ic5和电阻R1、电位器W、电容C组成一自激多谐振荡器，在d端输出一方波脉冲（改变W可以改变脉冲振荡频率）作为D触发器的触发脉冲，三个触发器接成计数状态，当时钟脉冲到来时，其后一级的输出由前一级D端的输入状态所决定。AN1为置零按钮，AN2为置1按钮，K1为换向开关，搬动K1可以改变电机绕组A、C两相的相序，从而改变电机运行方向，K3为时钟脉冲输出控制开关，K2是电机运行状态转换开关，K4是振荡电路电源控制开关，R2、R3、R4是置位电阻。
当把K2搬向K2-3，K2-1位置，按一下清零按钮AN1，合上K3，K4，其Q1、 Q2、Q3输出波形如图13所示，当把K2搬向K2-4，K2-2位置，按一下清零按钮AN1，再按一下置1按钮AN2，合上K3、K4，则Q1、Q2Q3端输出状态如图15实线所示， Q1、 Q2、 Q3端输出状态如图15虚线所示。图16中，限流电阻R4、R5、R6，三极管BG1、BG2、BG3组成晶体管放大电路，该放大电路对触发器输出信号进行放大后，通过限流电阻R1、R2、R3去触发3个可控硅SCR1、SCR2、SCR3。L1、L2、L3为线圈绕组（为使可控硅可靠关断可在L两端并连续流二极管图中末画）C1为降压电容，R7是降压电阻，BW是稳压管，D是整流二极管，C2是滤波电容。C1、C2、BW、R7、D组成降压整流电路，输出12V直流电压作为控制电压。
现结合图15、图17对电机绕组以L1-L2-L3-L1顺序供电方式的运行状态为例予以描述：
图17中，27为A相线圈，28为B相线圈，29为C相线圈，图17（a）为起始状态，当第一个时钟脉冲到来时，A相绕组L1通电使线圈向右运动，在t1位置，如通电时间有一定长，A相线圈吸住铁芯不动，A相线圈中心线和铁芯中心线对齐，这就是线圈的自定位功能。同时铁芯伸入B相线圈一定长度δ，线圈位置见图17（b），当第二个时钟脉冲到来时，A相线圈断电，B相线圈通电使线圈连续向右运动，在t1位置，B相线圈中心线和铁芯中心线对齐，这时C相线圈伸入铁芯一定长度，线圈位置见图17（c），当第三个时钟脉冲到来时，C相线圈通电使线圈继续向右运动，在t1位置，C相线圈中心线和铁芯中心线对齐，这时，A相线圈伸入第二个铁芯一定长度，线圈位置见图17（d），当第四个时钟脉冲到来时，A相线圈再次通电使线圈继续向右运动，在t2位置，A相线圈中心线和铁芯中心线对齐，这时B相线圈伸入第二个铁芯一定长度，线圈位置见图17（e），以此类推……，当时钟脉冲到来时，三个线圈依次通、断电，整个线圈就会以步进方式连续向右运动，改变A、B、C三相线圈任意两相的相序，即可改变电机运行方向，改变时钟脉冲频率，可以改变电机运行速度。
实现该发明的最好方式，在于合理的设计数字电路和选择元器件，使数字电路的输出状态达到图13，图15所示要求，并能方便地实现电机运行状态的转换，提高控制电路和主电路的可靠性，由于采用电缆向电机线圈供电，供电电缆的布置和架设方式也应给于应有的重视。
（五）有位置传感电路及电子开关的磁阻步进式四绕组线圈直线电机。
该直线电机是在上述第二种直线电机的基础上，把每一个线圈一分为二，每只线圈有一只传感触点，每只触点间隔距离等于一个线圈高度，为铁芯长度的1/2，其导轨内部铁芯的排列方式和上述第二种直线电机完全相同。
为使电机作往复运动时，起始位置和运行状况相一致，控制线路板的布置方式作了较大改变，图18是电机原理结构图，图19是电机原理接线图，图20是控制线路布置图。
现结合附图对电机运行状况予以描述。
图18中，30为传感触点1，31为传感触点2、32为传感触点3，33为传感触点4，34为线圈绕组L1，35为绕组L2，36为绕组L3，37为绕组L4，38为电子开关组件4。
在图19中，W为电位器，K为双连钮子开关，R为放电电阻，SCR1～SCR4为单向可控硅，C1～C4为充电电容，L1～L4为线圈绕组。
在起始位置，传感触点1所在t0位置，传感触点1接触电源，电源经开关K，电位器W，传感触点1向电容C1充电，经延时一段时间τ后，电容充电至一定电压值时，触发可控硅SCR1、SCR1导通，绕组L1通电使线圈向左运动，由于触点1没有脱离电源，绕组L1吸住铁芯不动，在t2位置，绕组L1中心线和铁芯中心线对齐，绕组L2传感触点在t1位置接触电源：延时一段时间τ后，L1L2共同作用推动线圈继续向左运动，在t2位置，传感触点1接地，绕组L1断电，传感触点3在t1位置接触电源，在延时时间τ内，只有绕组L2通电，故在t1位置，绕组L2中心线和铁芯中心线对齐，经延时一段时间τ后，绕组L3L2共同作用推动线圈继续向左运动，在t2位置，传感触点2接地，L2断电，绕组L3中心线和铁芯中心线对齐，在t1位置，传感触点4接触电源，延时一段时间τ后，绕组L3L4共同作用使线圈继续向左运动，在t2位置，传感触点3接地L3断电，绕组L4中心线和和铁芯中心线对齐。在t3位置，传感触点1再次接触电源，经延时一段时间τ后，L4L1共同作用推动线圈继续向左运动，在t2位置，传感触点4接地，L4断电，在t3位置，传感触点2再次接触电源……，以此类推，这样，四个绕组按顺序依次通、断电，电机运行状态完全由电磁吸力作用，电机运行靠两个绕组通电共同作用，线圈静止靠一个绕组通电而吸住不动，线圈每前进一步的距离为1/2铁芯长度，当到达终点时，传感触点4最后脱离电源，靠惯性使电机运行一段距离后受限位作用而停止。当把双连扭子开关搬向K2位置，L4传感触点首先接触电源，经延时一段时间τ后，L4首先通电使线圈开始向右运动，在电机线圈运行过程中，搬动扭子开关总可以使线圈改变运行方向，通过调节W，改变电容充电时间，可以改变电机运行速度。
在图18中，控制电路板的布置使传感触点在将要达到终点时提前断电，图中39是右行导电部分，40是左行导电部分，41是断电部分，42是左行、右行共同导电部分，该电路板的布置方式的目的在于使电机左、右方向运行起始位置及运行状况一致，通过扭子开关控制电机左行、右行、当电机右行时，左行部分接地，当电机左行时，右行部分接地，接地的目的：在于通过传感触点向电容提供一个放电通路，以便下次电容再次重新充电。
实现该发明的最好方式：在于传感电路的合理布置，使电机左、右行运行状态和起始位置一致，在电机将到达终点时，合理地选择传感触点提前断电位置，使电机能够在断电后靠惯性平稳地过渡到限位点，又不至产生较大的撞击力，为减少撞击力，可考虑在电机线圈两端或限位点附近加装缓冲弹簧，为安全起见，主电路可改由电缆供电。
六、数字电路控制的四绕组线圈磁阻步进式直线电机。
该直线电机线圈和导轨内部铁芯结构和上述第5种直线电机完全相同，不同的是省却了位置传感电路和滑动触点，而由数字电路产生时序脉冲电流，通过电缆分别向四个线圈供电，可以方便地调节电机速度，改变运行方向及可附加定时，定位及摇控功能。
图20为该电机每个线圈通电时序图，图中CD为时钟脉冲，Q1、Q2、 Q1、 Q2为数字电路输出状态，Q、 Q为互补输出端。图21为控制电路原理图，图中：Ic1、Ic2为1/2双D触发器，Ic3、Ic4、Ic5、Ic6是1/4四与非门，K为换向开关，BG1、BG2、BG3、BG4为三极管，BCR1～BCR4是双向可控硅，C3是降压电容，R7是限流电阻，BW为稳压管，D为整流管，C2是滤波电容，R2是放电电阻，R3、R4、R5、R6是可控硅触发电阻，R1和W分别为振荡电路电阻和电位器。
现结合附图对控制电路原理加以说明：
图21中，数字电路由时钟脉冲形成和触发电路组成，脉冲形成电路由与非门Ic3、Ic4、R1、W1、C1组成，触发电路由双D触发器 Ic1、Ic2组成。
当把扭子开关搬向K1位置，由Ic3、Ic4、R1、W、C1组成的自激多谐振荡器开始工作，在a端有方波脉冲输出。脉冲周期由R1、W1、C1决定，通过调节W1可以改变输出脉冲周期。
假设初始状态Q1＝Q2＝0为低电平，当第一个时钟脉冲到来时，前沿触发Ic1，后沿经Ic6倒向后，触发Ic2，则Ic1先翻转，Ic2后翻转，输出高电平的顺序为Q1、Q2、 Q1、 Q2，线圈绕组通电顺序为L4L1-L1L2-L2L3-L3L4-L4L1，假设电机向右运动。当把扭子开关搬向K2位置，当第一个时钟脉冲到来时，前沿经Ic5、Ic6两级倒相后触发Ic2，后沿经Ic5倒相后触发Ic1，则Ic2先翻转，Ic1后翻转，输出高电平的顺序为Q2、Q1、 Q2、 Q1，线圈绕组通电顺序为L4L3-L3L2-L2L1-L1L4，电机向左运动，当把K搬向K0位置，控制电路断电，电机停止运行，R2的功能是使振荡电路断电后，使电容所充电荷迅速放掉，避免断电后随之作反向运动时，因电容存在电荷而导致振荡电路和触发电路不同步而引起换向失败（即电机仍按原来方向运行）。
通过调节W可以改变输出脉冲振荡周期，从而改变线圈通电时间。通电时间包括使线圈运动的时间和线圈吸住铁芯不动静止的时间，当电源电压一定时，吸引线圈运动的时间是一定的，周期越长，通电时间越长，电机线圈静止时间越长，电机速度越慢，反之电机速度越快，每输出一个脉冲，线圈就前进一步，线圈前进一步的距离为1/2铁芯长度。
图22是电机运行状态分解图：
图中43为D相线圈，44为C相线圈，45为B相线圈。46为A相线圈，47为整体式磁轭。现结合图20、图21和图22对电机运行状态进一步予以描述：
图22（a）为电机起始位置，从图20、图21可知，当第一个时钟脉冲到来时，Q1、Q2先后输出高电平，BG1、BG2先后导通触发可控硅BCR1、BCR2，L1L2绕组先后通电，则A相和B相线圈先后通电运动，在该脉冲保持期间，线圈位置如图22（b）所示（因A、B线圈同时通电，根据最小磁阻理论，这时A、B两线圈会同时吸住铁芯不动，这时磁阻最小）从图22（b）可以看到，A、B为正在通电状态，C、D为予备通电状态，而且只有C相B相保持通电状态可能使电机继续向右运动）当第二个时钟脉冲到来时，Q1输出低电平， Q1输出高电平，BG2维持导通，BG3开始导通，BCR1、BCR4关断，BCR2、BCR3导通使L2L3通电，则C相和B相线圈通电使电机继续向右运动，在脉冲保持期间，线圈运动位置如图22（c）所示，同理：当第三个时钟脉冲到来时，D相导通，B相关断，C相、D相线圈通电使线圈继续向右运动;在脉冲保持期间，线圈所处位置如图22（d）所示，当第四个时钟脉冲到来时，C相关断，A相通电，D相、A相通电使线圈继续向右运动，在脉冲保持期间，线圈所处位置如图22（e）所示，以此类推，当不断有时钟脉冲输出，四个线圈就会交替有两个线圈通电，两个线圈断电，（注意两个线圈通、断电是有顺序的）从而使线圈继续朝一个方向运动。当把扭子开关搬向K2位置，则当时钟脉冲到来时，D相、C相线圈先后通电，从图22（a）起始位置可知D相、C相线圈首先通电使线圈开始向左运动。
实现该发明的最好方式，在于合理地选择线圈和导轨的尺寸及其相互位置，如单个线圈的高度等于1/2铁芯长度，铁芯长度和间隔距离相等，合理地设计数字电路的参数和元器件以达到图20所示输出状态功能，并能使电机朝一个方向运动停止后，搬动控制开关可以很容易地使电机反向，当然还可以采用其它控制电路和方法。另外，在线圈结构上，采用了如图23所示的整体式磁轭，该磁轭材料为工业软铁，易于加工制造，对绕组安装、维修极为方便，而又能使每个绕组的结构对称和性能相等，该整体式磁轭同样适用于上述各种直线电机的线圈结构。