涡轮发动机是军事、民用中主要的热理发动机之一，它是以高温高压气体做工质的转动式叶轮发动机。涡轮机具有许多独特的优点，其中最主要的是结构简单、工作性能可靠、经济性能高，单机功率较大，外形尺寸和重量较小。因此，海陆空交通工具都广泛采用涡轮发动机。直线发电机以其快速响应、高效、高精度等优点，成为当前电机及其控制领域的研究热点。将两者配套工作，可以节省能源，提高效率和控制精度，促进新能源利用的发展。本课题来源于民用航天“十二五”预研项目，本文所研究的直线发电机即是利用涡轮发动机来回冲程产生的机械能发电。根据电机性能指标要求，提出了两种新型式新原理的电机——永磁式直线同步发电机和双凸极直线发电机，为我国直线电机领域填补了空白。本文详细介绍了直线发电机的结构及其工作原理。对初步设计的永磁式直线同步发电机进行优化设计时，详细分析了永磁体高度、气隙大小、定子槽口大小、定子轭部高度等对电机性能的影响，比较不同尺寸参数电机的外特性和功率特性，得出最优电机结构后，对永磁式直线同步发电机的空载特性和负载特性做了详细研究。本文还重点研究了电励磁双凸极直线发电机的结构和运行原理，在研究传统型旋转电励磁双凸极电机的基础上，改变定子和转子的形状成直线发电机，仿真分析证明了直线型双凸极直线发电机的可行性。优化电励磁双凸极直线发电机的结构时，综合考虑额定电压和额定功率等性能指标要求，改变电机的基本尺寸参数以及励磁绕组和电枢绕组的匝数，比较了不同情况下电机的外特性和功率特性，得出最优的电机结构后对其进行了空载特性和负载特性的研究。通过以上分析研究，对电机的电磁场特性有了较深的认识，并证明了永磁式直线同步发电机和电励磁双凸极直线发电机的可行性和有效性。