随着我国社会经济的不断发展,城市人口规模和城区建设面积出现不断扩张的态势,城区与卫星城之间交往日益密切。现代城市交通广泛采用地下隧道-地面-高架桥梁相结合的线路模式,直线电机轮轨系统具备爬坡能力强、转弯半径小、隧道建设成本低的优势,在城市轨道交通系统中被广泛运用。然而在转弯、道岔、进出库路段次级无法连续铺设,即为次级断续工况。初级电流、推力和法向力会产生剧烈波动,会造成牵引传动系统的开关器件损坏和轮对的不规则磨损,对列车的安全稳定运行产生了极大的挑战。本文在综述直线感应电机的原理、分析理论和控制策略的基础上,分析次级断续工况的特点以及研究现状,围绕电机的电磁特性、等效电路和防冲击控制策略展开了研究。首先,使用ANSYS软件建立次级断续时直线感应电机的场路联合有限元仿真模型,分析了初、次级不同耦合情况下磁场、涡流和力密度的分布情况,以及不同缺失长度下推力、法向力、初级电流和电感等参数的变化特性。接着,考虑直线感应电机的特殊结构和端部效应,提出断续工况的运动模型和电磁场分析模型,深入分析的磁场、涡流的分布,在此基础上提出分段式等效电路。结合磁密、涡流分布模型与初、次级的耦合情况,综合分析耦合区长度变化和纵向端部效应对等效电路参数的影响,提出基于磁密分布的等效电路。两种方法计算出推力和效率的动态变化曲线并与实验测量结果对比。然后,根据前文对电机电磁特性和等效电路的研究,基于次级磁场定向矢量控制,提出防冲击控制策略。使用优化策略:求出最优的次级磁链和初级q轴电流指令,使初级电流和法向力突变最小。使用分段线性化策略:根据初级与断续次级板的相对位置,对次级断续工况分段线性处理,动态调整PI控制器的参数。仿真表明,防冲击控制策略能有效减小断续工况电流和力的冲击。最后,详细介绍了直线感应牵引电机试验平台的结构组成和设计过程。