气隙偏心与定子匝间短路是发电机常见故障,严重影响发电机正常运行。本文旨在研究气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下的发电机电磁转矩稳态特性,主要包括转矩波动的频率成分和幅值变化规律,以及均值、有效值波动特性。本文工作结合理论分析、计算机数值仿真计算和动模实验三方面进行开展。首先通过理论分析推导得到发电机故障因子与气隙磁导、气隙磁势的关系,进而得到气隙磁场能量表达式,在此基础上通过虚位移原理得到发电机电磁转矩表达式,以及相应故障因子对电磁转矩的影响,定性分析了各故障下电磁转矩频率成分和幅值的变化规律。然后在ANSOFT中建立了MJF-30-6动模机组的有限元仿真模型,以模拟气隙静偏心与定子匝间短路两者所构成的组合故障,定量分析了不同故障类别和不同故障程度下电磁转矩的变化规律,并与理论分析进行了比较。最后实测并得到了MJF-30-6动模机组不同定子短路位置和不同短路程度下的电磁转矩,并与理论推导和计算机仿真结果进行了对比和验证,结果基本一致。论文工作表明,气隙偏心与定子短路复合故障下的电磁转矩波动特性与气隙偏心单故障、定子短路单故障有所不同:气隙静偏心将引起电磁转矩均值和二倍频幅值增大;定子匝间短路将在引起电磁转矩偶次谐波幅值增大的同时使得电磁转矩的均值和有效值减小;气隙静偏心与定子匝间短路复合故障下,电磁转矩特性与故障程度和故障相对位置有关。就故障程度而言,气隙偏心程度越大,电磁转矩均值、有效值、偶次谐波幅值越大,定子匝间短路程度越大,电磁转矩均值和有效值越小,偶次谐波幅值越大;就故障相对位置而言,短路绕组中心与气隙最小处周向夹角越小,电磁转矩均值和有效值越小,偶次谐波幅值越大。上述电磁转矩变化规律揭示了发电机电磁转矩与复合故障构成因素的对应关系,为实际生产中的发电机气隙偏心和定子短路复合故障的监测和诊断提供了新的参考依据。