行星齿轮箱广泛用于大型复杂的机械设备,是设备传动系统中的关键部分。齿轮箱中的齿轮承受复杂的动态载荷,加上恶劣的工作环境会导致齿轮出现故障。如果无法及时发现故障,则齿轮故障可能会演变为传动系统的故障,甚至整个机械设备都将关闭,从而导致严重的事故和巨大的经济损失,因此,行星齿轮系统的状态检测对于确保机械设备的安全,高效和稳定运行非常重要。基于振动信号的行星齿轮系统故障检测是被广泛研究的技术,也是目前最主要的行星齿轮箱状态检测的方法。然而这种方法也具有某些缺陷,例如额外的传感器安装和易受环境噪声的影响,同时对于特殊的机械设备,振动信号难以采集。电动机电流信号分析（Motor Current Signature Analysis,MCSA）通过使用电动机的电流信号来获取故障信息,从而可以有效地避免传感器的安装,降低检测和维护成本。因此将MCSA方法应用于行星齿轮系统的故障检测具有更实际的意义。为了进一步研究电流信号中与行星齿轮系统故障直接相关的特定特征,本文以电机驱动的行星齿轮箱为研究对象,建立了电机-行星齿轮系统动力学模型,提出的模型可以同时考虑电机转子偏心和齿轮故障。该模型集成了各种内部激励,包括齿轮时变啮合刚度,电机磁饱和效应、非线性气隙磁导以及部件故障。论文主要的研究内容如下:1.基于等效磁路法（Magnetic Equivalent Circuit,MEC）建立了型号为Y100L2-4的三相异步感应电机的电气模型。建立了电机转子偏心时的气隙磁导表达式,使模型能模拟转子偏心时的电流特征。根据气隙场能量推导了电磁转矩和不平衡磁拉力的表达式。在有限元软件中建立相应的电机模型,验证了电机电气模型的正确性。2.通过改进现有的行星齿轮系统动力学模型,提出了适用于耦合到电动机的齿轮箱动力学模型,利用能量法计算了5种齿根裂纹长度的啮合刚度。考虑轴的扭转刚度和阻尼将齿轮动力学模型与偏心的电机转子动力学模型结合,建立了机械系统动力学模型。将机械系统动力学模型与电机电气模型通过电磁转矩和不平衡磁拉力耦合,建立了电机-行星齿轮系统机电耦合动力学模型。3.提出了一种迭代数值积分方法求解机电耦合动力学模型,分析了机电耦合系统的动态相互作用。基于建立的模型仿真获得了电流时域信号,研究了转子偏心和不同齿根裂纹长度对电流信号的影响,探究了不同时域统计指标对齿轮故障的灵敏度,分析总结了能在电流信号中检测齿轮故障的时域统计指标。4.为了进一步了解电流中的信息,分析了电流的频谱结构。确定了电流中与行星齿轮箱系统相关联的故障特征频率。在三相异步感应电机驱动的行星齿轮箱系统实验台中,获取了电机电流信号。通过对比验证了仿真电流信号频谱结构的合理性。研究了不同电流故障特征频率和频域统计指标对齿轮故障的灵敏度,给出了在电流频域中能较好检测齿轮故障的电流特征频率和频域统计指标。