永磁直线同步电机因其动态性能好、可靠性高，越来越受到人们的关注。随着永磁直线同步电机的广泛应用，对其性能的要求也越来越高。而永磁直线同步电机的推力波动是影响其性能的主要因素。本文利用有限元方法对永磁直线同步电机的磁场和推力特性进行了分析。主要内容如下：根据永磁直线电机的原理和结构，运用有限元方法结合Ansoft软件分别对两种不同结构的永磁直线同步电机进行电磁场分析，得出各自的分析结果，包括：磁力线分布、磁密分布、气隙磁密，以及应用Matlab软件编程得到气隙磁密的各次谐波分布。并对各项结果进行分析比较。针对永磁直线电机推力特性进行分析，应用时步有限元法得到两种直线电机从起动到稳态运行的空载、负载推力曲线。并对两种直线电机空载、负载运行时的推力特性进行对比分析。分析了永磁直线同步电机推力波动的产生机理，并针对降低永磁直线同步电机推力波动采用了Halbach磁体结构。文中介绍了Halbach磁体结构的基本工作原理，分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律。并以一台永磁直线同步电机为例，确定了适合该直线电机的Halbach磁体结构形式，对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性。分析结果表明采用Halbach磁体结构不仅可以改善气隙磁场分布、提高永磁直线同步电机的推力，而且可以减小永磁直线同步电动机的推力波动。因此将Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机中与常规永磁体结构的永磁直线同步电机相比具有很大的优越性。