整体充磁技术可大幅提高永磁电机生产效率,但需对充磁后的磁极剩磁进行检测,以确保电机充磁质量。传统预充磁技术中可对采用亥姆霍兹线圈对充磁后的永磁块进行磁通测量,精确体现永磁块的饱和充磁状况,但是整体充磁后永磁块无法拆卸,只能采用高斯计在磁极表面进行单点测量,效率低且精度差。因此,研究一种免拆卸的高精度表面剩磁检测方法,对于整体充磁技术的发展十分重要。通过理想永磁体的解析表达式和永磁电机磁极的有限元仿真模型,分别对磁极整体不饱和与局部不饱和下的表面磁场波形进行谐波分析,发现磁极表面磁场波形幅值与永磁磁极剩磁成正比,但同时与取样点与磁极表面距离成反比。通过对表面磁场波形进行谐波分析发现,剩磁程度对波形的基波和奇次谐波的影响均为线性,而距离对基波的影响为线性,对奇次谐波的影响呈非线性。提出了采用探测线圈感应电动势的方法对表面磁场波形进行检测,从线圈导线滞后切割磁场的角度分析了线圈尺寸对探测波形的影响,并提出了根据基波和谐波在不同距离下的关系曲线差异来校正距离波动引起检测误差的方法,可以提高工程应用中的检测精度。在剩磁情况诊断方面,对比了整体不饱和与局部不饱和下检测波形的差异,通过布置不同方向的探测线圈分别检测法向和切向磁场分量,可以计算出磁场角度,并根据角度变化曲线来区分局部不饱和位置及范围。针对2 MW永磁风力发电机转子的整体充磁过程,研究了充磁电压不断提高的过程中磁极剩磁的演变过程,随着充磁电压提高,充磁磁极由局部不饱和到完全饱和,高电压时已充磁极会发生局部退磁,分析了磁极剩磁演变过程中探测线圈波形的变化特点,基于此可在实验过程中根据探测线圈波形选取最优充磁电压。在整体充磁实际批量生产过程中,探测线圈能够实现所有磁极以及磁极轴向分段区域的剩磁全检测。最后设计了验证探测线圈剩磁检测效果的实验平台,磁极部分通过永磁块模拟实现,设计并绕制了内外结构的探测线圈,其由电机和滑轨模组牵引运动,采用虚拟仪器进行数据采集和处理。通过实验分别验证了磁极正常和不饱和下波形变化的规律,确定了探测线圈检测剩磁方法的可行性。