转子偏心故障是大型汽轮发电机运行时遇到的主要问题之一，转子偏心后，发电机的气隙分布不均匀，气隙磁密发生变化，导致定、转子所受电磁力不均匀，产生不平衡磁拉力，加剧了故障程度。同时偏心引起定、转子铁心表面电磁力波发生突变，造成定、转子振动，严重时会造成轴承的磨损和转子表面的裂纹。本文以大型汽轮发电机为研究对象，针对转子偏心故障建立发电机二维及三维模型，利用场路耦合的方法模拟发电机空载及负载运行工况；计算电机内部电磁场分布，分析转子偏心故障对电机内部磁场影响，对转子表面的磁密进行谐波分析。结合麦克斯韦应力法，对不同运行工况，转子径向偏心时转子表面、定子内圆表面进行电磁力波计算，分析转子偏心故障后，定、转子铁心表面径向以及切向电磁力波的变化情况；计算轴向偏心对偏心两侧转子表面电磁力波的影响，分析不同轴向偏心长度对偏心两侧转子表面电磁力峰值的影响。利用解析解法，计算汽轮发电机正常运行时的气隙磁导和磁密，获得定、转子振动特征；发生各类转子偏心故障后，计算气隙磁密及定、转子表面电磁力变化情况，从而得到各类偏心情况时电机定、转子振动特征。通过数值计算方法对静态偏心前后定子振动特征进行验证。