为了进一步提高潜油圆筒型永磁直线同步电机（Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor-TPMLSM）的平均推力,降低电机成本,本文基于灵敏度分析优化了不同充磁方式下TPMLSM所能输出的最大平均推力。进一步提出了一种减小径向充磁永磁体厚度的Halbach充磁TPMLSM（Halbach TPMLSM-Ⅰ）。这种电机结构减少了永磁体漏磁,达到了保持平均推力的同时减小永磁体用量的目的。论文的主要研究内容及成果包括以下几个方面:首先,介绍了TPMLSM的基本结构以及工作原理,通过电机推力公式可知电机推力与电机体积、气隙磁密以及电枢绕组电流有密切关系。最后以Halbach TPMLSM模型为例,建立了电机磁路模型,分析了TPMLSM的尺寸变化与气隙磁密的关系,为之后的尺寸优化提供了理论依据。其次,分析了不同尺寸参数对轴向充磁、径向充磁和Halbach充磁三种TPMLSM平均推力的灵敏度。根据灵敏度分析结果对三种TPMLSM的平均推力进行了优化,。结果表明Halbach充磁的TPMLSM平均推力最大,但是永磁体用量也最大。然后,提出了减小径向充磁永磁体厚度的Halbach TPMLSM-Ⅰ。分析得出Halbach TPMLSM-Ⅰ减少了永磁体的漏磁,同时降低了磁路磁阻。之后对不同尺寸参数进行灵敏度分析以及平均推力的优化,实现了在不降低平均推力的情况下减少永磁体用量的目的,从而降低了电机的制作成本。并且Halbach TPMLSM-Ⅰ在电机电磁性能方面与传统Halbach TPMLSM几乎相同。最后,分别将具有双层不等长度轴向充磁永磁体的Halbach TPMLSM（Halbach TPMLSM-Ⅱ）和用导磁铁芯代替一半径向充磁永磁体的Halbach TPMLSM（Halbach TPMLSM-Ⅲ）的分割比、永磁体长度以及永磁体厚度进行了优化,分析了永磁体尺寸对电机平均推力以及永磁体用量的影响。结果表明与Halbach TPMLSM-Ⅰ相比,Halbach TPMLSM-Ⅱ的下层轴向充磁永磁体的加长对于增加平均推力没有益处,并且会增加永磁体用量以及加工成本。Halbach TPMLSM-Ⅲ通过采用导磁铁芯结构,减小了永磁体的用量,但是降低了平均推力。以12槽4极Halbach TPMLSM-Ⅰ模型进行了研究,发现电机初级铁芯尺寸不变时,改变电机极距同时可以降低齿槽力和端部力。其中减小极距比增大极距对电机磁阻力抑制效果更好。