本文针对电磁弹射系统对直线电机的要求,提出了一种新型的次级无轭部双边初级永磁直线电机(double-sided primary permanent magnet linear motor,简称DSPPML电机)。该电机的电枢绕组和永磁体均置于初级长定子,而次级动子仅由导磁铁心组成,且次级动子无需轭部,结构简单,质量轻,同时也提高了推力密度和带负载能力。因此,该电机不仅具有直线感应电机结构简单的优点,也兼具传统永磁同步直线电机效率高、功率密度大的优点,可为电磁弹射系统提供一种高效、高可靠性的解决方案,具有较好的应用前景。本文首先提出了一台极距比为7/6的次级无轭部DSPPML电机结构,深入研究了该电机的工作原理和推力产生机理,结果表明,该电机95%以上的电磁推力是由一些主要的谐波磁场共同作用产生的。接着,基于磁路互补原则,提出了极距比为3和13/12的次级无轭部DSPPML电机的不同拓扑结构,通过有限元法分析比较,找出不同极距比对应的最优结构,将它们与极距比为7/6电机进行比较。结果表明,极距比为13/12、结构为AABBCC的电机推力密度最大,推力波动和定位力波动最小,电机效率和功率因数较高,电磁性能最优。然后,设计了一台大功率次级无轭部DSPPML电机,研究了次级结构对DSPPML电机弹射性能的影响。此外,基于大功率次级无轭部DSPPML电机的尺寸,设计了两台双边直线感应电机,分别对它们进行参数优化,得到直线感应电机的最优性能,定量分析比较次级无轭部DSPPML电机和双边直线感应电机在电磁弹射系统中的特性。研究结果表明,次级无轭部DSPPML电机具有推力大、推力波动小、损耗小、效率高、功率因数高和次级简单可靠的优点。因此,次级无轭部DSPPML电机可为高速电磁弹射系统提供一种新型解决方案。最后,制作了次级无轭部DSPPML电机的小功率样机,完成了样机的静态特性测试和动态性能的实验验证,证明了仿真结果的正确性。