从1845年惠斯登提出并制作了略具雏形的直线电机至今,直线电机的发展已经有170多年的历史;其中同步直线电机由于具有推力大,可靠性和效率高等特点,近年来已广泛应用于轨道交通业、工业、建筑等各个行业。但受限于磁性材料的发展,直线同步电机的性能很难在原有基础上大幅度提高,迫切需要一种体积小、剩磁大的新型磁体替代传统的次级磁体,来提高气隙磁场强度,以达到提升电机的性能的目的。超导体能够利用其磁化过程中的感应电流产生较大的俘获磁通,是传统次级磁体的理想替代品。本文基于堆叠涂层超导体在俘获磁场方面的巨大潜能,试图用其替代传统直线同步电机中的次级磁体来提高电机推力。但在直线电机应用场合,磁化方式以及综合损耗等都会对磁体的性能造成直接影响,因此有必要针对行波磁场中涂层超导堆叠磁体的电磁性能和作用力特性开展实验与仿真研究,探索其在交流场合应用的可行性。本论文从涂层超导堆叠磁体应用于直线电机中所面临的实际问题出发,研究了行波磁场电磁参数,堆叠磁体结构参数对俘获磁通及衰减特性、作用力特性以及综合损耗的影响规律。论文中首先针对堆叠涂层超导体的磁化特性展开研究,采用了场冷方式对堆叠涂层超导体进行磁化。实验发现:俘获磁通随层数的增加线性增加,之后趋于饱和,当磁化电流完全穿透堆叠涂层超导体后,继续增大磁化外场无法进一步增加俘获磁通。其次研究行波磁场幅值和频率对涂层超导堆叠磁体的力学特性、俘获磁通衰减特性的影响。实验表明,推进力随行波外场幅值的增大而增大,同时俘获磁通的衰减也随外场强度的增加更加剧烈,但是与高温超导块材磁体相比,涂层超导堆叠磁体的抗外场干扰能力有所提高。针对俘获磁通衰减,提出三种有效的抑制措施:添加屏蔽带材,插入铁磁材料和增加堆叠层数,并通过实验验证。最后,为更进一步研究堆叠磁体在行波磁场下的作用机理,论文中建立了基于磁场强度H法的高温超导带材的磁-热耦合模型,该模型充分考虑超导体E-J非线性特性和独特的B-J关系;基于该模型,研究行波磁场的梯度对堆叠磁体交流损耗的影响;比较了空间均匀场(驻波场)和非空间均匀场(行波磁场)下带材的损耗分布;针对不同外场幅值下,行波磁场非均匀度(主要参数为波长)对损耗的影响。上述实验和仿真结果初步验证了带材堆叠磁体在直线电机上应用的可行性,相关研究成果为未来高温超导直线推进系统样机的研制提供了一定的实验数据和设计依据。