在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的電機主軸的工作形式是在主軸組件的內(nèi)部裝入主軸電機的定子以及轉(zhuǎn)子，即將高速電機安裝子精密主軸的內(nèi)部，將電主軸中的電機轉(zhuǎn)子作為主軸，電機的機座作為主軸的外殼，從而使得主軸和變頻調(diào)速的電機能夠一體化，主軸直接被電機所驅(qū)動，從而形成了電主軸。電主軸將電機到主軸傳動鏈上的皮帶和齒輪等所有中間環(huán)節(jié)進行了省略，主軸的運行動力直接來源于動力源，傳動鏈的長度是零，這樣就實現(xiàn)了主軸系統(tǒng)在機床上的零距離傳動電主軸具備高度以及高轉(zhuǎn)速、所產(chǎn)生的噪音小、體積相對較小、溫度升高緩慢、安裝運載方便等特點，是現(xiàn)今數(shù)控機床上主要且關鍵性的部件。其與早些年前應用在內(nèi)圓磨床中的內(nèi)裝式電機的主軸的區(qū)別之處在于其將變頻控速技術得到應用，電機主軸的驅(qū)動功率和轉(zhuǎn)矩相對較大，除此之外其還具有一系列的監(jiān)控系統(tǒng)，可以對主軸的振動和軸承溫度參數(shù)進行檢測控制。電主軸以及其驅(qū)動系統(tǒng)是一套技術含量較高的機電一體化產(chǎn)品，其所涉及的領域非常廣泛，電機、驅(qū)動和控制、機械、潤滑、熱處理和振動等均包含在內(nèi)，可以稱其為是一套完整的、獨立的智能型功能部件。
在機床的主軸與電動機主軸所組成的電主軸中，比較普遍采用的是高頻率的交流電動機，亦將其稱之為“高頻主軸”。它的主要特點是在主軸的內(nèi)部安裝電動機裝置，使其能夠?qū)崿F(xiàn)直接對主軸的驅(qū)動，從而使主軸和電動機成為一體。由無殼電機、主軸單元殼體、軸承、驅(qū)動模塊、以及冷卻裝置和主軸等部件組成了電主軸。人們通常采用壓配的方式將電機轉(zhuǎn)子與主軸合成一體，利用前后軸承將主軸支撐起來。將電機中的定子安裝在主軸的殼體中是通過冷卻套來實現(xiàn)的。主軸驅(qū)動模塊對主軸的運行速度進行控制，冷卻裝置對主軸單元內(nèi)的溫度升溫情況進行制約。主軸后端所裝的傳感器用于對主軸速度的測量和角位移動的測量，前端則配有內(nèi)錐孔與端面用來安裝刀具。
