初级永磁型直线电机(Primary PM-Excited Linear Motor,PPMELM)是近年来的研究热点,不仅具有传统永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)高推力密度与高效率的优点,而且还具有开关磁阻直线电机次级结构简单的特点;缺点是磁场难以调控,弱磁扩速能力受到限制。初级混合励磁型直线电机(Primary Hybrid-Excited Linear Motor,PHELM)在PPMELM的初级上增加了一套直流励磁绕组,不仅可以通过控制励磁电流来灵活地调节气隙磁场,同时使得电机的控制算法更加灵活。但是,PHELM的初级包括永磁体、电枢绕组和励磁绕组在内的所有场源,存在电、磁负荷过于集中和初级拥挤的问题,这也导致初级磁路饱和严重,恶化了电机的电磁性能。为了解决上述问题,本文提出了一类初级分裂式混合励磁直线电机(Partitioned-Primary Hybrid-Excited Linear Motor,PPHELM),其特点是将电枢和励磁绕组分别安放在不同的初级侧,有效地缓解初级电、磁负荷之间的竞争,提高对应的电枢和励磁槽面积,从而改善电机的电磁性能,且保留了传统PHELM次级结构简单的优点,因此其具有广阔的应用前景,特别是在长行程的应用领域。本文围绕PPHELMs的拓扑结构、工作原理、数学模型、优化设计、电磁性能和样机实验测试等展开研究,主要进行了以下几方面的研究:提出了多种新型PPHELMs,分析其拓扑结构、槽/极配合与工作原理,重点分析磁场调节原理。此外,基于磁动势-磁导模型,解析推导其平均推力的产生和调节机制,并解析证明了PPHELMs的磁阻力分量为零,表明其dq轴电感相等,结果由有限元分析进行了验证。系统地研究了PPHELMs的优化设计。首先,解析推导了功率、推力与主要结构参数的关系表达式。然后,分析了主要结构参数对电机电磁性能的影响,并给出了参数敏感性分析结论。在此基础上,提出了提升调磁范围的结构改进措施。最后,实现了电机基于一种改进的单变量优化方法的快速优化设计和全局优化。研究了一种新型的双永磁PPHELM(Dual-PM PPHELM,DP-PPHELM),重点分析了其拓扑结构、工作原理、优化设计和电磁特性;并分别建立了其在三相静止坐标系和dq轴两相同步旋转坐标系下的数学模型。对比分析了PPHELMs与传统PHELM的电磁性能,证明了PPHELMs具有优异的电磁性能。最后,加工一台DP-PPHELM样机,通过实验测试与有限元分析结果的对比分析,验证了所提出PPHELMs结构的有效性。研究结果将为PPHELMs的优化设计和控制提供理论指导。