امروزه موتورهای دوربالا، کاربردهای متنوعی در صنعت و بالاخص در صنایع خاص همچون صنایع نظامی، هسته ای و تجهیزات پزشکی دارند. این پژوهش، پس از ارائه شرحی مختصر در خصوص این موتورها و اصول طراحی آنها، به معرفی و طراحی یکی از انواع این موتورها، یعنی موتور سنکرون مغناطیس دائم شارمحور می پردازد. طراحی انجام شده، در راستای کاربری صنعتی بوده و قرارگیری برخی مشخصات موتور همچون گشتاور، سرعت، جریان و ابعاد در محدوده های مورد نظر، از اولویتهای طراحی می باشد. در گام نخست و با استفاده از روش تحلیلی، موتور با مشخصات موردنظر، طراحی شده که نتایج به دست آمده، انتظارات اولیه را به خوبی مرتفع می سازد. سپس با استفاده از نرم افزار maxwell، موتور را شبیه سازی کرده که نتایج شبیه سازی، طراحی انجام شده را با دقت بسیار خوبی، صحه گذاری و تأیید می نماید. در ادامه و جهت بهبود نتایج، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و نرم افزار matlab، موتور را بهینه سازی شده است. در این بهینه سازی پارامترهایی همچون تعداد دور سیم پیچی فاز (n1)، طول فاصله هوایی (g)، چگالی شار فاصله هوایی (bmg) و چگالی جریان خطی استاتور (am) به عنوان متغیر و نسبت جریان به گشتاور به عنوان تابع هدف بهینه سازی در نظر گرفته شده و با یافتن مقادیر بهینه متغیرها، تابع هدف کمینه می گردد. در نتیجه این بهینه سازی و به ازای گشتاور ثابت، جریان ورودی و تلفات مسی موتور، حدود 60% کاهش و راندمان آن، 3/6% افزایش می یابد. نتایج بهینه سازی نیز با شبیه سازی مجدد، تأیید می گردد. در پایان، نکات و پشنهاداتی در خصوص طراحی موتورهای مغناطیس دائم شارمحور و زمینه های تحقیق در آینده ارائه می گردد.