与旋转感应电机相比,直线感应电机具有噪声小、爬坡能力强、非粘着驱动和通过曲线半径小等诸多优点,但是效率和功率因数低制约了其发展。随着高温超导材料技术的进步,高温超导直线感应电机的研制得以实现,这为提高直线感应电机效率提供了一种新思路。本文围绕高温超导直线感应电机的工作原理、结构设计、磁路分析、参数分析、损耗与效率分析、结构参数对电机性能的影响、控制系统、样机制造和试验等做了大量工作,全文主要内容如下：分析了高温超导绕组线圈特性,并试验测试了其交流损耗。依据高温超导直线感应电机初级绕组通入的三相对称交流电,结合Maxwell有限元电磁仿真得到的电机磁感线分布图,详细分析了电机初级绕组的磁场极性、次级感应板感应电流方向和空气气隙磁场的x轴分量与y轴分量。研究了电机处于电动状态、发电状态和电磁制动状态时的电机推力和电机法向力。分析了纵向边端效应和横向边端效应对电机性能的影响。介绍了高温超导直线感应电机的Maxwell2D有限元电磁仿真方法,从电机设计指标和电磁负荷分析入手,详细分析了电磁负荷与电机主要尺寸之间的关系以及电机主要尺寸与参数的确定方法,给出了高温超导直线感应电机的极数、槽数、绕组和初级铁心等主要参数。根据得到的高温超导直线感应电机绕组参数,详细计算了高温超导绕组线圈尺寸,并研究确定了高温超导直线感应电机的初级绕组型式。高温超导绕组线圈临界电流受背景垂直磁场的影响很大,重点研究了初级铁心槽高和槽空白宽对电机初级绕组线圈内部磁通密度的影响,并以此作为确定电机初级铁心槽尺寸的依据。分析了两种不同结构的制冷系统,并详细介绍了本课题中所采用的制冷系统结构及尺寸。结合Maxwell有限元电磁仿真结果,详细分析了高温超导直线感应电机磁路。由于高温超导直线感应电机结构特殊,传统感应电机的磁路计算系数已经不再适用于高温超导直线感应电机,推导分析了高温超导直线感应电机的极弧系数、气隙磁场波形系数和气隙系数,计算了电机的空气气隙磁压降、齿部磁压降和轭部磁压降。详细分析了高温超导直线感应电机的感应电动势和磁动势,并对比分析了其励磁电流的磁路计算值和有限元仿真值。分析计算了高温超导直线感应电机的主电抗和漏电抗,重点分析了漏电抗中的槽漏抗、谐波漏抗和端部漏抗。研究了高温超导直线感应电机的等效电路和向量图,分析了负载条件下电机的三相绕组电流、电机推力、电机法向力、电机速度和电机位移波形。高温超导直线感应电机损耗主要包括基本铁耗、电气损耗、机械损耗和杂散损耗,重点分析计算了电机的基本铁耗和次级感应板铜耗,并以广州地铁4号线的电气参数为例,分析计算了高温超导直线感应电机相比传统直线感应电机的效率提升率。结构参数对高温超导直线感应电机的性能影响很大,本文对电压恒定和电流恒定两种情况下的电机结构参数进行了研究,电机结构参数主要包括：初级绕组线圈匝数、初级铁心槽形(槽高,槽空白宽,齿宽)、初级铁心宽度、次级感应板尺寸和空气气隙长度。电机性能主要包括：电机推力、电机法向力、电机初级绕组电流和电机功率因数。分析了直线牵引试验平台的基本原理、硬件构成和软件设计。重点研究了基于单神经元PID调节器的转子磁场定向矢量控制算法。结合高温超导直线感应电机等效电路参数的特殊性,研究了分离电机初级漏电抗和励磁电抗的试验方法。根据空载试验结果和堵转试验结果,得到了铜绕组试制样机的等效电路参数。通过对比分析铜绕组试制样机的负载试验结果和Maxwell有限元电磁仿真结果,得到了用于修正Maxwell2D有限元电磁仿真推力的修正系数kfx。根据一阶RL串联电路的电流零状态响应特性,分析研究了高温超导直线感应电机的起动电流特性。完成了高温超导直线感应电机负载试验,试验结果表明,本课题所研制的高温超导直线感应电机满足设计指标。最后,通过对高温超导直线感应电机的磁路、电路及性能特性进行分析研究,建立了一套高温超导直线感应电机的设计理论和分析方法,并通过铜绕组试制样机和高温超导直线感应电机的制造和试验,进一步验证了这些理论和方法的准确性,这对高温超导直线感应电机的设计和应用有很好的参考价值。