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随着中低速磁浮列车技术日趋成熟及在商业运营线的成功应用,人们对磁浮列车技术的经济性和高速化性能提出更高要求。高速磁浮列车采用长定子直线同步电机提供牵引动力,需要沿轨道长距离铺设硅钢片等铁磁材料,工程造价相对较高。因此,高速磁浮相对高铁等轮轨交通形式的竞争优势不明显。本文结合双馈直线电机、空芯直线电机的特征优势,提出并研究了一种新型直线电机结构——长定子空芯绕组双边双馈直线电机结构（LIS-DSDFLM）。本文以LIS-DSDFLM为研究对象,采用数学模型和有限元仿真相结合的方式研究LIS-DSDFLM的运行机理、结构参数和运行特性,探究其在高速磁浮列车中的应用,得出LIS-DSDFLM相比LSM更具有经济性优势的结论。首先,论文介绍了LIS-DSDFLM的基本结构形式和工作原理。根据直线电机理论,建立abc三相静止坐标系和dq两相旋转坐标系下的LIS-DSDFLM电路模型,并给出电机主要阻抗参数的计算表达式。应用等效电流层的概念,建立了LIS-DSDFLM的一维气隙磁场模型,从磁场角度推导了电机推力表达式,为后续研究作理论支撑。其次,运用Maxwell脚本建模仿真迭代得出满足中低速磁浮列车运行要求的LISDSDFLM结构参数。在相同动子电负荷情况下,LIS-DSDFLM相比直线感应电机具有推力略大、法向力小、效率高的优点;LIS-DSDFLM与双馈直线电机在推力一致的情况下,法向力和定子端压远小于普通双馈直线电机。仿真结果表明气隙变化对LISDSDFLM推力、法向力影响较小。通过仿真验证了前述数学模型的准确性,并指出由气隙磁场计算推力的准确度相比电路方程更高。然后,研究了定子绕组结构对LIS-DSDFLM的影响。建立了两种单层式空芯绕组结构,并根据结构特征进行电流密度谐波分析。基于推力密度、电流密度等限制条件整定了两种单层式空芯绕组的最优结构参数,并与前述双层叠绕式LIS-DSDFLM从电机性能、功效进行对比,得出单层叠放式LISDSDFLM更具优势的结论。最后,将单层叠放式LIS-DSDFLM应用于高速磁浮列车。参考上海TR08高速磁浮列车结构,建立了高速磁浮列车的阻力模型,调整了单层叠放LIS-DSDFLM结构参数以满足运行要求,研究了定子电流、列车速度与推力的特性,发现在同等限制条件下LIS-DSDFLM相比普通LSM具有更高的运行速度。由此说明,LIS-DSDFLM相比LSM在高速磁浮应用中具有一定优越性。