鼠笼型感应电机广泛应用于能量转换和工业传动等领域,其运行性能对生产活动有着直接的影响。转子端环断裂故障作为笼型感应电机中的一种常见故障类型,会破坏转子电路结构的对称性,使得电机难以持续稳定的运行,对工业用电机本身和相关配套设施造成诸多不利的影响。因此,鼠笼型感应电机转子端环断裂故障的研究,对于保证电机的持续稳定运行和工业生产人员、设备的安全有重大的意义。针对鼠笼型感应电机的整体结构特点,建立了一台实验用电机的三维有限元计算模型,将笼型转子的斜槽与端部效应考虑在内。在额定负载工作的情况下,分析了端环断裂故障对电机磁场分布的影响,以及气隙磁密和铁心损耗在故障情况下的变化规律。同时,基于时步有限元法对定转子电流从时域上进行了研究。运用多回路法,对转子电路建立解析模型,列写定转子电路中电压和磁链方程,准确推导出电路中定转子绕组的自感与互感表达式,进而分别对电机正常情况和端环故障情况下的解析模型进行求解。通过对定子电流谐波分量的检测,提取了端环故障所引发的特征量。同时,通过有限元计算与实验测试的手段对理论分析的结果进行验证。另外,也对故障在转矩和损耗等电机运行性能方面的影响进行了总结。基于三维瞬态电磁场得出的气隙磁通密度,对电机内的电磁力波进行求解,并对电机发生转子端环断裂故障前后基频和高频的电磁力波的阶数和阶次进行了分析。然后,将气隙中的电磁力作为载荷加载于电机定子铁心,通过有限元软件对电机进行电磁振动的求解。分别在电机正常和发生转子端环断裂故障的情况下,对电机的振动位移信号从时域和频域内进行了对比研究,总结了故障引起电机振动位移的变化规律,并提取了端环故障的特征量。通过自行设计和搭建的电机振动实验平台,对电机振动位移进行了测试,验证了有限元计算和所得结论的准确性,为电机转子端环断裂故障的检测与识别提供一定的参考。