随着社会的发展,科技的进步,传统农业也在向现代农业不断过渡,离心水泵成为现代农业中不可或缺的一部分。电机作为水泵的核心,它的运行状况将对水泵的工作效率和稳定性产生直接影响。转子偏心是电机较为常见的一种故障,而农用水泵电机因工作环境原因更容易发生偏心故障,水泵电机一旦发生偏心故障将对正常农业生产带来影响。转子偏心会改变电机气隙大小及磁场分布,气隙磁场改变的同时,径向电磁力也会发生变化,从而产生不平衡磁拉力。不平衡磁拉力轻则导致电机噪声和振动,重则使电机定、转子产生摩擦甚至相碰,对电机的安全运行和正常的农业生产造成安全隐患。因此,论文以农业上常用的永磁同步电机为研究对象,着重于对偏心故障下电机内部磁场的分析及偏心检测方法的研究。论文研究的主要内容如下:对永磁同步电机静态偏心故障下内部磁场的变化特点和不平衡磁拉力变化规律进行了分析,并根据偏心故障下气隙磁场的变化特点提出了一种基于气隙磁场的偏心故障在线检测方法。主要内容概括如下:(1)对偏心故障下导致电机振动和定、转子摩擦的不平衡磁拉力进行理论推导,并用ansoft软件搭建模型,利用有限元仿真法对永磁同步电机在不同偏心率和不同负载情况下不平衡磁拉力的变化情况进行分析,找出了不平衡磁拉力随静态偏心故障程度的变化规律;(2)利用解析法对永磁同步电机在正常和偏心故障下的气隙磁场进行理论分析,并分别以偏心程度和负载情况为变量,采用有限元法对电机内部磁场分布和气隙磁密的变化特点进行仿真分析。最后利用傅里叶谐波分析理论,对气隙内的谐波磁场进行分解,分析偏心故障下气隙磁场谐波的变化情况,提取故障特征;(3)针对偏心故障下永磁同步电机气隙磁场变化特点,结合对偏心故障检测的需求分析,设计了一种基于气隙磁场的偏心故障检测方案。该方案不仅能诊断偏心故障类型,还能确定最小气隙位置。对该检测方案的系统结构及检测流程进行了阐述,并通过有限元仿真软件对检测方案的有效性进行了验证;(4)对偏心故障检测方案所涉及的检测装置进行了设计,并构建电机偏心故障检测实验平台,对检测方案和相关理论进行验证。对不同工况、不同转速及不同偏心程度下永磁同步电机气隙最小位置和最大位置处的磁场进行检测,验证转子偏心对气隙磁场影响相关研究的正确性。实验结果表明:论文设计的基于气隙磁场的偏心故障检测方案可以识别出电机静态偏心故障与斜偏心故障,并能确定出故障发生时的最小气隙位置,与仿真结果有较高相关性,达到预期效果。