直线电机依靠其在直线运动中的简洁性、准确性和可靠性,在工业和生活中等应用直线运动的场合发挥了重要的作用。相比于传统的利用旋转电机实现直线运动来说,直线电机不需要中间的“滚珠丝杠”传动装置就可以直接实现直线运动,且具有结构简单、反应速度快、系统效率高等优点。在直线电机中,圆筒形磁通切换永磁直线电机更是避免了平板型直线电机因横向断开而产生的横向边端效应,且克服了单边拉力,使电机能够更加平稳的运行。同时,磁通切换电机使得电机的结构更加简单,机械稳定性更强。但是传统的圆筒形磁通切换永磁直线电机由于磁通在流过定子轭部时,会垂直穿过硅钢片而产生大量的涡流损耗,发热严重,降低电机效率;与传统电机中采用的硅钢相比,软磁复合材料具有三维导磁性能,涡流损耗小,越来越广泛的被应用于电机制造中,但是该材料磁导率较低,所以会造成电机推力降低,且在低频下磁滞损耗较大。本文根据这两种电机的不足,展开研究工作,主要包括以下内容:提出了一种新型圆筒形磁通切换永磁直线电机,减小传统电机的发热和损耗,提高软磁复合材料电机的推力。同时针对直线电机特有的端部效应进行了分析研究,提出了一种削弱端部效应进而降低齿槽力和推力波动的方法。首先,对直线电机的结构以及运行原理做了详细的介绍,对不同类型的直线电机做了分类,分析了直线电机的优缺点,并简要阐述了磁通切换原理;其次,针对传统的圆筒形磁通切换永磁直线电机存在的问题,即磁通在定子轭部垂直穿过硅钢片而产生大量涡流损耗的问题提出采用混合铁心的解决方案。通过混合使用软磁复合材料,改变传统电机里硅钢片的叠制方向,在保证推力变化不大的情况下,明显降低铁心损耗和推力波动。针对由软磁复合材料制成的电机磁导率低,低频磁滞损耗大的问题,通过在电机中加入硅钢片,提高电机的性能;同时对电机的主要参数进行了优化,包括齿槽匹配,永磁体厚度,齿槽宽度,气隙等参数;最后,针对直线电机特有的端部效应,提出了一种不等宽定子的解决方法,从而削弱了电机的端部效应,降低了电机的齿槽力和推力波动。通过本文的研究和分析,为以后的圆筒型磁通切换永磁直线电机设计提供了一定的思路。