异步电机结构简单、性能优异并且价格适宜,在工业当中有着极其广泛的应用。异步电机大量应用,电机故障屡见不鲜。因此异步电机状态监测与故障诊断系统的开发一直是国内外的研究热点。但现有研究仍未发展到工业实用化的程度,电机状态监测与故障诊断技术仍未得到大范围的实验验证。本文在此背景下,全面总结国内外现有异步电机故障诊断技术。针对现有技术存在的缺陷,以三相异步电机为主要研究对象,深入研究电机故障时定子电流的特征信号,利用有限元仿真提取定子电流中的故障特征分量,并搭建了实验平台分别利用四台高低压电机对相关理论进行实验验证。具体内容如下:(1)异步电机常见故障机理分析、建立故障特征模型及提取电流特征分析从电机的运行原理和基本电磁关系出发,分析了电机的故障机理,对异步电机常见故障进行介绍分析。提取了转子断条、轴承故障、气隙偏心三种电机故障反映在定子电流中的特征频率分量,并对其正常和异常状态下的运行进行建模分析。通过分析比较电机正常工作与故障状态下的电流频谱,提出对应故障的定子电流特征信号。(2)定子电流频谱分析技术在电机故障诊断中的应用提出基于特征谐波频谱分析的电机故障在线监测与故障诊断,从故障引起的气隙电磁场变化入手,解析其基本原理,提取相应的故障特征,并将其应用到异步电机的状态监测与故障诊断。利用ANSOFT Maxwell有限元仿真软件制作有限元电机模型,联合ANSYS Simplorer软件进行仿真,从电机故障的根本机理出发,对异步电机进行故障建模并仿真,利用快速加窗傅里叶变换对定子电流做频谱分析,验证理论分析中的定子电流频率特征分量诊断电机故障的正确性和可行性,并分析仿真结果。(3)实验平台搭建及实验验证搭建实验台,设计并制作实验设备,按照预定的实验方案进行电机故障状态下的实验,利用数据采集单元对四种不同类型的电机进行数据采集,分别对各型号电机的各种故障电流数据进行分析。利用频谱分析技术提取出各个故障的特征频率分量。实验完全按照电机实际运行下的工作环境进行,真实再现了电机故障时的特征电流分量,验证了理论和仿真的结果。