随着人类社会经济的不断发展,城市之间长距离的人员交往和物资交流日益频繁,并且对交通工具的时效性、舒适性和安全性提出了更高的要求。高速磁浮列车具有速度快、安全性高、节能环保、机械噪声小等优点,成为近年来交通领域的研究热点和未来的发展趋势。磁浮列车在高速运行时,传统的接触供电方式会产生严重的摩擦发热,严重影响列车的安全稳定运行,利用电磁感应原理的非接触供电方式——直线发电机成为高速超导磁浮列车的优先选择。本文利用有限元法,研究了多姿态工况下高速超导磁悬浮列车直线发电机的特性变化规律。首先,总结了各种列车供电方式的优缺点,确定了利用直线发电机供电的可行性。回顾了磁悬浮列车在国内外的发展历程,阐述了超导磁悬浮列车的悬浮原理、导向原理与推进原理,归纳了磁悬浮列车的优缺点,并对直线发电机在国内外的研究成果进行了总结。其次,对直线发电机的拓扑结构进行了说明,介绍了车载供电系统的结构与优缺点,利用解析法与有限元法探讨了直线发电机的发电原理和发电所利用的磁场谐波次数。利用ANSYS Maxwell建立了直线发电机的三维瞬态模型,分析了直线发电机气隙磁场的分布特点,给出了气隙磁场中的主要谐波分量,确定了谐波发电的次数。然后,利用ANSYS Maxwell对不同运行速度、不同悬浮高度以及不同俯仰角下的直线发电机进行仿真分析,详细研究了上述工况对直线发电机的发电特性与力特性的影响,分析了悬浮线圈的感应电流与气隙磁场、集电线圈的感应电流与感应电动势、直线发电机的输出功率、列车的总悬浮力以及集电线圈在不同方向上所受的电磁力的变化趋势及其原因。最后,研究了杜瓦外壳上产生的涡流对直线发电机发电特性的不良影响,提出了杜瓦外壳的优化设计方案,评估了该优化方案对直线发电机性能提升效果。