Halbach永磁轴承是利用少量永磁体产生强气隙磁场,将转子悬浮的一种新型高性能永磁轴承,具有工作可靠、结构简单、无摩擦等显著优势。永磁轴承结构的风电机组可以避免轴承和转子间直接接触产生的摩擦损耗,降低了其启动风速,进一步挖掘了潜在风能。因此,对具有优越性能的矩形截面永磁环构成的Halbach永磁轴承结构优化开展研究具有重要意义。目前,这方面的研究存在的问题主要有:缺少Halbach永磁轴承安装过程待装磁环所受轴向磁力解析模型,且在Halbach永磁轴承组装过程中,待安装磁环与已叠装磁环间的磁力大小相差较大,造成安装困难;缺少运行时发生一定轴向偏移的Halbach永磁转子轴承轴向磁力解析模型,且轴向磁力峰值的缺乏不利于转子系统的轴向稳定控制。针对第一个问题,本文基于两个不同矩形截面永磁体磁力公式,建立了矩形截面永磁环构成的Halbach永磁轴承转子待装磁环轴向磁力解析模型,并在此基础上建立了Halbach转子待装磁环所受轴向磁力差别最小的目标函数。针对第二个问题,本文建立了Halbach永磁转子轴承轴向磁力解析模型,并在此基础上建立了Halbach永磁转子轴承轴向磁力最大的目标函数。采用布谷鸟搜索算法对上述两个优化目标进行了优化,并对两组解析模型和优化结果进行了ANSYS仿真验证。结论:其一,矩形截面永磁环构成的Halbach永磁轴承待装磁环所受轴向磁力解析模型、Halbach永磁转子轴承轴向磁力解析模型和两组磁环最优结构参数都是正确的;采用CS算法优化永磁轴承结构是行之有效的。其二,待装磁环所受轴向磁力差别最小的目标函数值随各截面结构参数呈先减小后增大趋势,都在最优结构尺寸大幅增加后缓慢减小,随磁环径向厚度的增大而逐渐增大,都在最优结构尺寸处取得最大值。