电动机作为电能转换为机械能的装置,目前已经渗透到工农业生产及日常生活的方方面面。作为系统的关键或核心设备,电机对整个系统的安全、可靠运行具有至关重要的作用。一旦因为电机故障而造成整个系统突然中断,势必会引起重大的经济损失,甚至可能造成大量人员伤亡。因此,在故障初期就及时发现故障以便安排合理维修,具有重大的理论意义和社会经济效益。转子故障是电机中最常见的故障之一。感应电机的转子故障已经得到了广泛研究,但是其研究成果主要针对电网供电的感应电机。随着电力电子技术的发展,逆变器及闭环控制系统得到了越来越广泛的应用。由于闭环控制系统的补偿作用,转子故障信号会传递到电压当中,并影响电机内部各物理量的特性。因此,当电机采用闭环控制策略时,传统感应电机转子故障诊断方法可能失效。但是,这方面的研究相对较少。此外,随着国家对节能降耗要求的提高,永磁同步电机也逐步得到了应用。永磁电机的转子在长时间的电应力、机械应力、热应力等综合作用下,可能会发生不可逆退磁故障。目前,永磁电机退磁故障诊断研究仍处于起步阶段。在上述背景下,本文针对闭环驱动的感应电机转子故障及永磁电机退磁故障,进行了一系列的研究。文章的主要研究内容如下:首先,给出了感应电机的相坐标系模型和正负序模型,并通过磁动势分析方法详细推导了转子断条和永磁体故障产生的谐波分量,为后续各章的故障诊断方法提供理论支持。其次,闭环控制系统会将感应电机转子断条故障信息传递到电机的电压中,并在电机电压中引入左边频分量,该分量在转子坐标系上体现为负序分量。对现有的正负序模型进行了改进,并据此提出了一个故障量化因子。通过坐标变换方法计算量化因子所需的幅值和相位信息。该故障量化因子对电机的控制算法和控制器参数不敏感,因而能够用于不同的控制策略中。再次,从另一条思路出发,研究了一种几乎不受闭环控制影响的物理量——零序分量。详细分析了零序分量与感应电机转子断条故障之间的关系,并利用电机的叠加模型,提出了故障量化因子。本文从理论上分析了所提出的故障量化因子受闭环控制系统的影响很小,指出该诊断方法能用于区分负载波动和转子故障,并且供电不平衡对诊断结果的影响很小。最后,本文详细分析了局部退磁故障对永磁电机的影响。局部退磁故障在并联的支路间产生环流,增加了电机的损耗。当电机处于低速且空载运行时,损耗增加的比例非常明显。因此空载损耗增加的比例可用于诊断含并联支路的永磁电机的局部退磁故障。退磁故障使电机的d轴磁链减小,进而影响电机d轴的饱和。本文通过在d轴施加“直流+方波”电压以及“直流+正弦波”电压两种方式提取电机的d轴饱和信息,并据此进行退磁故障诊断。实验结果表明基于d轴饱和特性的方法能有效诊断出永磁电机的退磁故障,且诊断结果具有较高的敏感性。