永磁直线电机由于其具有高推力密度、高速度和高加速度等优点,被广泛的应用于高精度数控设备、半导体加工及高速物流等商业场合。分数槽永磁电机具有更高效率、更小损耗以及更低成本,因此分数槽永磁直线电机的应用场合不断扩大。但是其固有的磁阻力增大了电机的推力波动,使得永磁直线电机的发展受到了限制。本文针对分数槽绕组永磁电机的特点,分析了分数槽永磁电机的设计特点与极槽配合的约束条件,介绍了一种计算分数槽电机绕组系数的方法。详细介绍了永磁直线电机电磁设计的过程,并给出了本文具体电机的设计方案。为了对分数槽永磁直线电机的性能进一步的研究,设计了四种不同极槽配合的永磁直线电机,并对不同极槽配合和极弧系数对电机产生的影响进行了分析。重点研究不同绕组类型对永磁直线电机产生的影响,并得出间隔绕组结构较全齿绕组结构电机具有更好的推力性能以及容错能力,但是空载反电势谐波含量较大。为提高间隔绕组电机的推力性能,将不等齿结构应用于永磁直线电机。推导出了永磁直线电机的齿槽力以及电磁推力的解析式,并以12极18槽和13极18槽间隔绕组永磁直线电机为例进行建模与仿真分析,结果显示不等齿宽间隔绕组结构可以降低电机的齿部磁密,有效的削弱了电机的推力波动,提高了电机的电磁推力。结合电机磁场的分析结果,对间隔绕组永磁直线电机的温度场进行了计算与分析,为此类电机的结构优化提供了一定的理论依据。