随着先进制造业的发展，数控机床朝着高速、高精、高响应、大行程的趋势发展，传统的“伺服电机+丝杆”结构模式由于其自身的缺点难以满足上述要求，因此直线电机在机床行业的应用逐年增多。但是，由于永磁直线电机的磁路的不连续性产生的磁阻力，恶化了直线电机的伺服运动性能，尤其是低速运行时蠕动（爬行），影响了直线电机的有效应用。本文从直线电机的设计与磁阻力优化入手，针对永磁同步直线电机(PMLSM)的电磁参数、气隙磁密、磁阻力、样机的制作与工艺做了系统的研究，主要做了以下的工作内容：1．概述国内外直线电机的发展状况及现有的技术水平，总结了当前有关抑制和优化直线电机磁阻力的方法。2．基于旋转永磁电机的理论，推导了适合直线永磁电机的电磁计算公式，并针对本课题的电机技术要求，确定了直线电机的主要尺寸、气隙、永磁体尺寸、槽口、永磁体空载工作点、直线电机绕组形式等电磁参数，基本制定了本课题所研制的直线电机的初始方案。3．采用EMC(Equivalent Magnetizing Current)等效电流法，建立了光滑电枢气隙气场物理模型，推导气隙磁密的解析解，并进一步采用许一可变换突出显示了铁芯齿槽直线电机的齿槽效应。4．深入研究了永磁同步直线电机磁阻力（Detent Force）的产生机理，并用数学模型建立端部力关于初级铁芯位移的函数，求解出最佳的初级铁芯长度来最大限度降低端部力，采用28极24槽的极槽配合并调整齿宽与槽宽比值来降低电机的齿槽力。最终方案使得电机磁阻力相当于初始设计方案下降56.4%，而电机推力波动控制在3.4%之内。5．在本课题的实验研究部分，介绍了永磁同步直线电机在实际生产中核心工艺，并测试所制作的样机的参数，主要是电机磁阻力随位置的变化，以及推力与电流线性关系，并对比仿真结果和样机的测试数据，两者结果相一致。