近年来,风能以其储量大、技术成熟度高、易开采等优势,在电力系统中扮演着越来越重的角色。直驱式永磁同步风力发电机具有高效率、低噪声、大功率密度等突出优势,已逐渐成为5MW及以上容量的风电机组的主流选择。但由于受到恶劣环境的影响,永磁同步电机在运行过程中各种故障频发,从而影响风电机组的可靠性、经济性和安全性。本文以永磁同步电机的匝间短路和退磁两种故障为对象展开研究,设计了故障诊断方法,该方法可在故障发生的早期判断故障是否发生,进而提高机组的可靠性。本文在给出正常情况下的永磁同步电机的数学模型的基础上,分析了两种故障对电磁参数造成的影响,推导了匝间短路以及退磁故障情况下的数学模型,为模型的建立提供基础。针对星型三角型两种连接方式的永磁同步电机匝间短路故障的特点和诊断技术进行研究,比较了故障前后电机相关输出量的变化,分析了匝间短路时零序分量的变化。针对星型连接的永磁同步电机匝间短路故障,提出一种基于零序电压的故障诊断方法,该方法排除了其他因素对故障诊断的干扰,并利用FFT技术提取其基波,对故障进行检测,对于三角型连接的永磁同步电机,本文则是通过检测零序电流分量,完成故障的诊断。除此之外,还定义了故障指示量来消除转速对故障零序分量的影响。针对故障相的识别问题,利用零序分量的初始相位角的方法可有效的实现故障相的识别。针对永磁体的均匀退磁和局部退磁两种故障形式,分别给出了故障诊断的方法。对于均匀退磁故障,通过对电机退磁故障前后多个故障特征进行分析,提出一种基于磁链辨识的均匀退磁故障诊断方法,该方法可以快速有效的辨识永磁体磁链和反电动势;针对局部退磁故障,通过理论和仿真进行研究,进一步验证了以磁链和反电动势作为故障特征的局部退磁故障诊断的方法。因此对于两种退磁方式均可通过检测反电动势和磁链幅值的方式实现退磁故障的诊断,而且二者的幅值还可作为评估退磁程度的依据。本文提出的故障诊断方法可以实现两种故障的诊断,进一步提高风电机组的可靠性,降低风电机组运营成本,从而推动风电行业的发展。