压缩机是冰箱等制冷系统的主要能耗部件,而传统的往复活塞式压缩机结构复杂,机械效率低,因此,高效压缩机的研发已经成为当今制冷业最紧迫的课题之一。在高效压缩机的研发进程中,采用直线电机驱动的直线压缩机作为一种理想的机型被提了出来。直线压缩机的提出对冰箱等制冷系统的节能降耗具有极其重要的意义。本文采用数值模拟与实验测试相结合的方法,针对原动圈式直线压缩机样机在设计和实验中所发现的不足,进行优化设计和改进以进一步提高动圈式直线压缩机的性能。针对原动圈式直线压缩机样机电磁驱动力不足的问题,进行了磁路系统的结构参数优化。为了解决按照动圈式直线压缩机磁路系统实际结构进行建模时网格数量巨大而且计算无法收敛的问题,提出了一种新的建模方式并基于参数化设计语言APDL建立了动圈式直线压缩机磁路系统的三维参数化有限元模型,进行电磁分析并通过实验测试验证了有限元模型的准确性和可靠性；分析发现了原样机磁路系统存在问题的原因；研究了磁路系统各结构参数对磁场分布的影响规律,为优化提供了依据；进行磁路系统优化设计,得到了动圈式直线压缩机磁路系统结构的最佳方案。结合动圈式直线压缩机数学模型和原动圈式直线压缩机样机机械系统结构所存在的不足,对相应结构进行了设计和改进。给出了动圈式直线压缩机数学模型,对数学模型中当量阻尼系数、电磁系统当量阻尼值和线圈所在环形气隙处的磁感应强度值等进行了分析说明；阐述了数学模型的求解方法,为动圈式直线压缩机机械系统的结构设计和改进提供了依据；对原样机的活塞、动子支承、线圈支架等部件的结构形式进行了改进；分析并总结了板弹簧厚度、基圆半径、涡旋槽槽宽和涡旋槽首尾封闭圆弧半径等参数对涡旋臂板弹簧性能的影响规律,确定了本动圈式直线压缩机所采用的板弹簧结构形式；最终设计加工了一台涡旋臂板弹簧支撑的动圈式直线压缩机样机。进行动圈式直线压缩机样机实验测试,以研究其性能。搭建了一套样机实验测试平台；进行静态特性测试,得到了线圈所在气隙处的磁感应强度和动圈式直线电机的铜损和铁损；进行空载实验测试,得到了样机的电压特性、频率特性、阻尼损耗及阀阻损耗测试曲线；进行负载实验测试,分析得到了样机的共振频率,并在其相应的共振频率下研究了电流、输入功率、流量和功耗等性能指标,结果表明改进后动圈式直线压缩机样机的性能更优。