随着科学技术进步，机械进给系统向着高精度、高效率和绿色化方向发展。机床进给系统对超高速切削、超精密加工提出了更高的要求，传统的旋转电机滚珠丝杠结构已经无法满足要求。因此永磁直线同步电动机（PMLSM）直接驱动技术在精密定位领域中得到了广泛的应用。本文围绕机床用永磁直线电机关键技术的研究展开，所做工作主要包括以下几个部分：首先，根据机床直线电机设计要求和特点，总结永磁电机和直线电机特点并提出电磁设计方案。设计过程中利用分数槽与磁导调制相结合的原理抑制齿槽效应力，选取了几种绕组结构进行对比分析。从结构参数上分析对电机性能的影响。其次，在电机设计中，为了提高电机的推力密度，电机具有较高的电负荷，用温度场及热路计算软件分析温升和温度分布规律。在绕组参数设计时，通过调整绕组匝数等参数以获得合适的反电动势参数(单位线速度产生的反电动势)，在保证电机达到最高运行速度指标的前提下尽量提高反电动势常数，以提高单位电流所产生的推力，从而进一步提高电机的推力密度。最后，针对永磁直线电机端部效应引起的端部力，做出其最小化的设计分析。从磁导波的理论出发，利用优化初级长度的方法改变永磁直线电机两端部的磁导波的相位，从而削弱端部作用力。通过分析对比不同的初级长度时端部作用力的大小来选取最优初级长度。对PMLSM的两端边齿进行削角处理，让直线电机两边端部磁场分布均匀从而达到削弱端部作用力的目的。利用两单元电机在移相过程时端部形成的四个端部磁导进行相位调解，更有效地削弱端部作用力。通过对比比较两单元电机间的隔磁材料的宽度，得到最优的隔磁材料宽度来进一步减小端部作用力。