圆筒型永磁同步直线电机以其独特的电机结构特点和优异的电气及运行性能在工业、民用以及其它各种直线运动的场合具有广泛的应用。初级线圈是圆筒型永磁同步直线电机核心部件之一,由矩形截面铜扁线缠绕而成,采用分数槽集中绕组结构,其缠绕成型工艺的精度对直线电机的电气及动力学输出特性有很大的影响。因其独特的双层空心饼状集中绕组结构,圆筒型永磁同步直线电机的初级线圈的缠绕工艺较为复杂,实际生产中尚未实现全自动化缠绕。本文针对初级线圈的缠绕成型问题,提出一种全自动化缠绕工艺,用螺旋缠绕——推压的工艺方式解决双层饼状线圈缠绕过程中铜扁线从大径端向小径端缠绕的问题,并用两对模具反向布置,解决相邻两匝线圈反旋向缠绕的问题;接着对初级线圈自动化缠绕装置的回转缠绕、张力控制、夹持输送、进给等部分进行详细设计,并应用三维软件CREO对缠绕机整体进行造型设计;对初级线圈的缠绕成型精度要求和指标进行介绍。对初级线圈的缠绕成型过程中的两个关键步骤:芯轴上直接缠绕成型和塔状螺旋线圈的推压成型过程进行有限元数值模拟,对直接缠绕成型及塔状螺旋线圈推压成型过程中的应力应变分布规律进行总结,并分析了成型过程中某一单元应力应变的变化规律,验证了该缠绕成型规律的可行性。分析初级线圈缠绕过程中的张力波动因素,对张力控制系统的组成和原理进行叙述,对张力控制系统建立数学模型并进行分析,采取积分分离式PID控制策略,并在MATLAB中对控制系统进行建模仿真,与普通PID控制策略的效果对比控制效果,对实际线圈缠绕过程提供理论参考依据。