直线电机轮轨交通系统具有优良的加减速性能、曲线通过能力和爬坡能力以及可靠性高、噪声低、维护简单等技术优势,因此成为轨道交通系统首选驱动方案之一。作为直线电机轮轨交通系统的核心设备,直线感应电机的效率和功率因数较低,限制了直线电机轨道交通系统的发展。采用高温超导绕组替代普通铜绕组制作的新型高温超导直线感应电机的励磁绕组,可大幅降低直线感应电机励磁损耗,提高直线感应电机运行效率。作为一种新型电机,高温超导直线感应电机在数值计算方法、结构设计、损耗的进一步降低和高温超导绕组表面磁场的抑制等方面都需要做大量的研究工作。本文围绕上述问题开展了深入的研究,全文的主要内容如下：针对高温超导绕组非线性电磁特性和高温超导电机电磁时间常数大导致瞬态电磁计算收敛速度慢的问题,本文以高温超导直线感应电机为研究对象,提出了高温超导绕组非线性电磁特性等效计算方法：采用解析法研究了高温超导直线感应电机参数与横向边端效应之间的变化规律,提出了横向边端效应二维等效计算方法；在上述研究的基础上,建立了考虑高温超导绕组非线性电磁特性和横向边端效应影响的多重迭代二维瞬态电磁场数值计算模型,研究了高温超导直线感应电机的电磁场和运行性能；最后搭建了高温超导直线感应电机实验测试平台,测量了高温超导直线感应电机的运行性能,与实验结果相比,多重迭代二维瞬态电磁场数值计算模型的速度和推力的误差分别为0.7%和7.7%,满足工程计算精度要求。本文研究的高温超导直线感应电机采用交流励磁,针对初级铁芯结构设计问题,采用数值方法分别研究了初级铁芯开槽、无槽和无铁芯等三种铁芯结构方案对高温超导直线感应电机电磁场、运行性能以及高温超导绕组临界磁场的影响,结果表明：在相同励磁电流条件下,有铁芯结构能够显著提高气隙磁密和次级涡流电密；在相同电压源条件下,铁芯无槽方案具有较高的气隙磁密基波幅值和较高的运行性能,但由于初级励磁电流较大,导致高温超导绕组表面垂直场大于临界值,无法保证高温超导绕组安全运行；而铁芯开槽方案可有效的降低了初级绕组励磁电流和高温超导绕组表面磁场,当运行速度大于0.1时,高温超导绕组表面磁场小于临界值；此外通过合理的槽型设计可进一步提高高温超导绕组的运行安全性。在进一步降低高温超导直线感应电机的损耗方面,本文提出了采用导磁导电的铜铁合金材料替代普通复合次级的设计思想。采用数值方法分别对不同次级材料电磁特性方案的高温超导直线感应电机的电磁场、运行性能以及高温超导绕组临界磁场进行了研究,在此基础上,又深入研究了铜铁合金材料次级厚度变化对高温超导直线感应电机的影响。结果表明：采用铜铁合金材料次级能够有效地提高气隙磁密,改善边端效应对气隙磁场和次级感应涡流分布的影响；次级材料电磁性能改变导致高温超导直线感应电机的运行性能有所降低,但可以有效的降低电机比损耗,如与原方案相比,采用铜质量分数为16%铜铁合金材料方案的电机堵动比损耗降低了4.6%,而当运行速度为0.75时比损耗可降低10.47%：铜铁合金材料厚度变化将引起励磁电抗和次级电阻的变化,次级材料厚度小于集肤效应深度时次级电阻的影响占主导地位,当次级材料厚度大于集肤效应深度时励磁电抗的影响将占主导地位：本文采用的铜铁合金材料的最佳厚度5mm,此时采用16%铜铁合金材料方案堵动比损耗降低了7.75%：此外,随着次级材料厚度的增加,高温超导绕组表面磁场略有增大,但平行场分量仍低于0.1T,垂直场分量低于0.2T可以保证高温超导绕组的安全稳定运行。在高温超导直线感应电机槽内设置磁屏蔽可降低高温超导绕组表面磁场,提高高温超导绕组的安全运行电流。本文提出了高温超导直线感应电机槽漏磁系数和高温超导绕组表面磁场衰减系数分别评估槽漏磁抑制方案对槽漏磁情况和高温超导绕组表面磁场影响：采用数值计算方法对不同槽漏磁抑制方案的槽漏磁系数和高温超导绕组表面磁场衰减系数进行了分析,并研究了不同抑制方案对高温超导直线感应电机性能的影响；此外,本文还提出了高温超导直线感应电机槽漏感的数值计算方法。结果表明：磁疏型抑制方案在减小高温超导绕组表面磁场的同时会引起槽漏磁的增加,而高温超导体磁斥型屏蔽在降低高温超导绕组表面磁场的同时对槽漏磁几乎没有增加,且抑制效果非常明显,可使高温超导绕组表面磁场降低到原来的8.6%。