直线电机作为日益受到人们重视的新型动力装置,在多个领域广泛得以应用。本文研究的应用于油田系统中的圆筒型直线永磁电机在绕组形式、驱动方式及磁路结构等方面和传统电机相比具有很大差异,为了使其能够经济、可靠、高效的应用,其结构原理和电磁设计的研究尤为重要。本文首先详细分析了圆筒型直线永磁电动机的结构与工作原理,确定了圆筒型直线永磁电机的设计要点。基于其特殊的结构及工作原理,编写了通用的轴向充磁圆筒型直线永磁电动机的手算程序,根据要求依次进行了电磁计算、参数计算及性能计算,解决了没有成型的圆筒型直线永磁电动机设计程序的难题。然后,利用C++ Builder开发了一套圆筒型直线永磁电机计算机辅助设计软件。本软件具有Windows窗口可视化界面管理的风格,将电磁计算程序和软件的附属功能如图形显示、文件操作等集于一体,是一套完整的计算机辅助设计软件。最后,采用有限元法分析了圆筒型直线永磁电动机的磁场分布。在对电机进行了一些恰当的简化和假设之后,建立了圆筒型直线永磁电动机的二维有限元模型。在此基础上通过有限元分析法计算了电磁计算过程中的重要系数及电抗,利用有限元分层法计算了空载反电动势,并对一些参数对电机推力的影响进行了分析。将计算出的结果与路方式计算的结果对比,误差较小,证明了本文设计的圆筒型直线永磁电动机的准确性。本文的研究对于直线电机的设计和研究具有一定的学术意义和应用价值。