相较于传统的旋转电机,永磁同步电机具有大推力、速度快、精度高和动态效应好等优点。在未来的精密运动、精密加工场合具有很广的应用前景。但是直线电机特有的端部结构,使它存在着独特的端部效应。端部效应和齿槽效应会一起影响直线电机的推力波动,影响直线电机的运动平稳性和运动精度。本文依托大族电机,以某款平板直线电机为研究对象,按照目标电机的设计参数设计平板直线电机,之后对直线电机的端部效应、齿槽效应进行解析,然后对直线电机的结构进行优化,最后在直线电机负载状态下对其推力波动进行验证,确定直线电机的最终结构尺寸,并对其进行了温度场的验证。首先模仿旋转电机的设计方法,推导出了平板永磁同步直线电机的主要尺寸计算公式,对直线电机进行了初步的设计,确定了直线电机各个部分的尺寸。接着对直线电机进行了物理模型的构建,将永磁体的磁密分布作为解析区域边界条件,将电磁场方程变化成为二阶齐次偏微分方程;对初级与次级的气隙磁场进行解析,为端部力解析、齿槽力解析奠定基础。其次为削弱推力波动,对推力进行解析,得到了需要改善空载反电势波形的结论,对极弧系数和齿宽进行了仿真分析,确定了空载反电势波形较为接近正弦曲线时的极弧系数与齿宽范围;对电机的端部力进行解析,预测的端部力最小时的初级铁芯的最佳长度;通过观察磁路与磁场的分布情况,对直线电机的端部齿进行宽度和气隙方面的优化,选择端部力最小时端部齿的结构。对齿槽力进行解析,对比了绕组结构对齿槽力的影响,选择了合适的绕组结构;分析齿槽开口情况对齿槽力的影响,选择了开口槽结构,进行斜级仿真分析,选择了齿槽力最小时斜级的斜级长度。在负载状态下验证电机的设计方案,选择推力波动最小,且能够满足电流—推力曲线的电机结构。对直线电机进行了连续电流下的温度场仿真,分析达到热平衡后直线电机各部分的发热情况,验证了电机设计的合理性。