目前我国客运列车最高速度可达350 km/h,其主要制动方式为再生制动和摩擦制动,这种依赖于轮轨间黏着的制动方式在制动过程中会造成轮轨的严重磨耗,很大程度增加了轮轨定期修复的成本;由于接触摩擦产生的噪音较大,将影响乘车的舒适性;在雨、雪等恶劣天气下轮轨间的黏着力会急剧降低,对乘坐的安全性造成一定隐患。此外在我国《交通强国建设纲要》中明确提出进一步研发时速400公里级高速轮轨客运列车系统,随着列车速度的进一步提高,依靠摩擦制动已经接近可承受速度的极限,对制动技术提出更大的挑战。因此研究一种不依赖轮轨黏着、无摩擦、无噪音、不受雨雪等恶劣环境影响的制动方式很有意义,而涡流制动恰好可以弥补这些不足。本文针对目前高速动车组和城市轨道列车以及现有的直流励磁式轨道涡流制动技术的特点及存在的不足,结合直线感应电机原理,研究了更加适用于高速轮轨列车的制动方式,即直线感应式轨道涡流制动。进而采用理论分析、数值仿真和实验测试相结合的方法,针对系统的制动性能和温升特性展开深入研究。首先基于等效磁路法建立了直线感应式轨道涡流制动器的解析模型,求解了气隙磁场的磁感应强度及钢轨表面的感应电流,并根据能量法推导了涡流制动力的公式,初步探索了影响该制动器制动性能的潜在因素。其次建立了直线感应式轨道涡流制动器的二维有限元模型,研究了运行速度、工作气隙、励磁电流、励磁频率等相关参数对制动性能的影响,深入探究其影响规律并揭示了其原因,经分析直线感应式轨道涡流制动器的最佳励磁频率为30 Hz,且在低速区域也能产生较大的制动力。此外研究了不同极距下的制动力特性以及行波磁场速度和列车运行速度的协同作用对制动性能的影响。建立了直线感应式轨道涡流制动器的磁-热耦合模型,求解分析了不同工况下制动过程中热效应导致的钢轨温升变化,研究了引起温升变化的因素及影响规律,并论证了在温升的影响下该制动器在我国高速铁路长线路中应用的可行性。最后设计并搭建了模拟高速运行的直线感应式轨道涡流制动器测试平台,实验研究了该涡流制动器的制动性能,实验最高速度为113 km/h,最大制动力为200 N,制动效果明显,且制动规律与仿真结果一致,进一步证实直线感应式轨道涡流制动器在高速铁路制动领域中应用的可行性。