由单边短初级直线感应电机牵引的列车因具有爬坡能力强、转弯半径小、运行噪声低、能够克服轮轨之间黏着力的限制以及隧道建设成本低等优点而在轨道交通领域获得了广泛应用。直线电机牵引的列车主要的运行工况是初级与次级感应板完全耦合(正常运行)。然而,列车在出入库以及拐弯和道岔处会遇到次级感应板断续的区域。作为列车最为核心的牵引单元,单边短初级直线感应电机在通过次级感应板断续区域的过程中会造成变流器IGBT短路故障以及列车轮对的不规则磨损,并严重影响列车的安全稳定运行。作为一种迄今为止鲜有相关研究的特殊工况,直线感应电机初级通过次级感应板断续区间的过程需要在气隙磁场、推力以及等效电路的参数变化等方面进行电磁特性分析,为实现直线感应电机初级安全稳定地通过次级断续区域的控制策略打下坚实的基础。本文围绕上述问题开展了深入研究,全文的主要内容如下:采用有限元三维瞬态场仿真的方法对直线感应电机进行了细致剖分和精确计算,得到并分析了直线感应电机在正常运行以及不同次级缺失工况下的气隙磁场、次级涡流以及推力和法向力的横向和纵向分布,并总结出了磁场、涡流和力之间的关系。此外,将直线感应电机通过次级感应板断续区域的过程划分为3种缺失工况,并详细分析了推力、效率以及三相绕组自感和互感的变化趋势。结果表明:随着初级与次级非耦合区的增大,电机的推力和效率整体上呈现减小的趋势,三相自感和互感按周期性波动地下降。针对直线感应电机通过次级断续区域等效电路构建的问题,本文首先采用基于Duncan模型构建等效电路的方式,分析了 Duncan模型在次级感应板断续状态下的不适用性,构建了不同缺失工况下气隙磁密以及次级磁动势的分布曲线,推导出了不同工况下激磁支路中激磁电感的修正系数以及表征纵向边端效应涡流损耗的等效电阻的修正系数,总结出了考虑电机正常运行以及次级断续的通用等效电路,并分析了等效电路参数通过次级断续区域的暂态变化趋势。解析结果与有限元仿真结果的对比表明:基于Duncan模型的等效电路能有效地刻画出电机通过次级断续区域的暂态过程。考虑到基于Duncan模型构建的等效电路未能充分反映出初级绕组中半填充槽在通过次级断续区域的暂态过程,求解了电机在正常运行时考虑初级半填充槽的初级铁芯无限长、对初级铁芯无限长进行修正以及初级铁芯有限长共计3种准一维解析理论,并择优选出了最合适的解析方法。考虑到初级绕组半填充槽以及初级出口端边端效应的影响,将直线感应电机初级通过次级断续区域的过程划分为了 9种特殊工况。根据初级与次级耦合区域的气隙磁场求解并分析了等效电路中激磁支路以及次级支路上电路参数的变化趋势,初级与次级的非耦合区域主要通过修正初级漏感来考虑。准一维解析理论以及基于Duncan模型构建的等效电路的对比表明准一维解析理论构建的等效电路更准确地刻画了直线电机初级通过次级感应板断续区域的过程,但是该方法的解析复杂度以及计算量相对更大一些。