目前，在役列车轮对探伤一般采用静态或者拆卸式的方式进行探伤，效率低、成本高。采用电磁超声表面波能够实现列车轮对踏面的在线探伤，可极大提高探伤效率，节约人力物力。用于激发超声波的电磁超声发射系统是探伤系统关键部分，其性能的提高能够显著弥补电磁超声换能器换能效率低、易受环境干扰等不足。因此研究用于列车轮对在线探伤的电磁超声发射系统具有重要的理论意义和实用价值。本文结合轮对探伤需求提出了发射系统的技术指标，制定了发射系统总体方案，改进了轮对在线探伤方法。提出了基于实验法的电磁超声探头设计方法。该方法采用有限元方法建立了电磁超声换能器模型，计算得到电磁超声换能器等效电路参数；以提高电磁超声回波信号信噪比为设计目标，通过正交试验对多组线圈进行实验，采用极差法分析实验结果，得到检测效果较优的电磁超声探头，回波信噪比提升约24%；并通过仿真得到了线圈等效阻抗与线圈提离距离的关系。设计了高频大功率发射电路，在工作频率0.1~5MHz范围内，最大输出功率可达10kW；采用有限元法和最小二乘拟合等方法建立了发射电路的全模型，通过电路仿真确定了发射电路工作点，提高了发射电路可靠性和稳定性。设计并完成了电磁超声发射系统的实验装置。该装置由低噪声接收电路、数据采集电路、上位机等组成，能够完成超声信号的接收、数据采集及处理等功能。通过静态试验，验证了仿真结果的正确性；进行了轮对在线探伤动态实验，能够有效检测出轮对踏面长20mm、深2mm的轴向裂纹缺陷。本文研究的电磁超声发射系统为列车轮对在线探伤系统的研究奠定了基础。