笼型异步电机在各行各业生产中占据相当大的比重,是机械设备最主要的动力来源。转子是电机最重要的部件,一旦发生故障,对电机本体和生产系统都会造成极大的伤害,甚至酿成生命安全事故,因此,开展电机转子故障诊断研究对确保生产安全具有重大意义。已有的关于电机转子故障诊断的研究大多集中于电机稳定运行条件。但是,在工程实践过程中,出于提高产品质量的需要,电机大多是在变工况条件下工作,运行于时变转速状态下。相比于基于稳态分析的诊断方法,时变运行条件下的转子故障诊断既有现实需求也有理论难度,是产业界和学术界关注的重点。本文采用定子电流信号特征分析方法,以电机启动状态下的工作过程为实际背景,对时变条件下的笼型异步电机转子断条故障诊断方法开展理论研究和方法应用研究。主要工作分为以下几个部分。一是在文献阅读基础上,对笼型异步电机转子断条故障诊断的国内外研究技术现状进行回顾分析,对电机转子故障检测方法进行比较分析,通过文献综述提炼出主要研究内容,提出所采取的技术路线和研究方法。二是时变条件下电机转子断条故障特征产生机理分析。采用笼型异步电机等效模型揭示电机转子断条故障发生时的电流信号特征产生机理,运用空间磁场理论分析故障特征频率和幅值变化规律,以此为依据找出笼型异步电机时变运行状态下的转子断条故障特征。在Matlab环境下搭建笼型异步故障电机仿真平台,对时变条件下的电机转子断条故障特征进行分析。仿真结果表明,时变条件下的转子断条故障特征是线性调频信号,从而为诊断方法的提出提供了理论基础和仿真分析信号来源。三是时变条件下电机转子断条故障诊断时频分析方法研究。在阐述短时傅里叶变换、小波变换、WVD变换三种经典时频分析方法基本理论基础上,运用这三种方法对时变条件下的定子电流模拟信号和仿真信号进行分析,比较他们的诊断性能。仿真结果表明,各种时频分析方法在诊断时变条件下的转子断条故障时性能不够理想,为了提高诊断能力,需要针对线性调频信号特征提出针对性方法。四是提出基于分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier transform,FRFT）的时变条件下转子断条故障诊断方法。在分析FRFT基本理论、物理意义基础上,运用FRFT分析时变条件下的定子电流模拟信号和仿真信号,揭示FRFT用于诊断时变条件下转子断条故障的可行性。提出基于FRFT的转子断提故障诊断方法并与基于WVD的诊断方法进行性能对比。实验结果表明,所提出的方法能够有效诊断出时变条件下电机转子断条故障,且诊断性能优于基于WVD的诊断方法。