永磁同步电机具有高功率密度、高效率、高力矩惯量比等优点。在航空航天、船舶、数控机床、机器人、工业自动化等方面有广泛的应用。这些较为复杂的使用环境使得永磁电机在运行过程当中可能由于各种原因出现短路故障、退磁故障、偏心故障、机械故障等诸多问题。故障的出现不仅会严重影响电机的性能、承载能力以及寿命,而且会严重影响整个系统的运行状态。所以电机驱动系统带有故障诊断功能,形成驱动-诊断一体化系统就显得尤为重要。在电机发生故障的初始阶段,诊断出故障,并采取措施,可保证原系统的正常运行,降低相应的人力、物力损失。本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,分别针对电机的三种常见故障,即匝间短路、退磁、偏心进行了研究,分析相应的故障诊断算法,并进行了综合故障诊断研究。针对匝间短路故障,通过建立定子匝间短路故障情况下表贴式永磁同步电机数学模型,推导出闭环控制条件下输入电压指令中故障特征量和在停机条件下高频注入电流响应中故障特征值,分别设计故障提取方式进行在线和停机故障诊断。然后对算法进行仿真研究,对不同故障程度下电机进行仿真测试,提取故障特征并观察其变化规律。仿真结果表明:所选取的故障特征可以有效表征匝间短路故障严重程度;该方法可以在不添加额外传感器的条件下,实现匝间短路故障监测,提高驱动系统安全性。针对永磁体退磁故障,分别研究均匀退磁时电机参数变化和局部退磁时表贴式永磁同步电机气隙磁密、电流等变化,选取磁链作为均匀退磁故障特征,选取电流特定分数次谐波作为局部退磁故障特征。分别设计故障提取方式进行均匀和局部退磁故障诊断。然后对算法进行仿真研究,分别对均匀退磁和局部退磁电机进行仿真测试,提取故障特征并观察其变化规律。仿真结果表明:磁链估计值能够实时监测电机磁链值,均匀退磁诊断效果良好;所提取局部退磁故障特征值能有效表示故障严重程度。针对永磁体偏心故障,通过对偏心故障时气隙进行分析,研究发生故障时气隙磁密、电流、电感的变化。选取电流特定分数次谐波和电感差作为故障特征,分别设计在线和离线方式提取故障特征,然后对算法进行仿真研究,分别在停机和在线条件下,对不同偏心程度电机进行仿真测试,提取故障特征并观察其变化规律。仿真结果表明:两种故障特征值都能响应故障发生,并有效表征匝间短路故障严重程度。结合上述的三种故障的诊断方式,设计综合故障诊断算法,对不同故障情况和复合故障情况进行仿真研究。根据故障标志位仿真响应结果,设计综合故障判定逻辑,实现故障综合诊断。