本发明公开一种永磁同步电机混合偏心故障诊断方法，包括如下步骤：在永磁同步电机定子齿上布置探测线圈；建立不同混合偏心工况下布置探测线圈的永磁同步电机有限元模型；获取不同混合偏心工况下各探测线圈的混合偏心故障诊断指标；建立基于神经网络的永磁同步电机混合偏心故障诊断模型；待诊断永磁同步电机混合偏心故障诊断。该方法基于探测线圈电压信号，不仅可以快速准确地识别电机的静态偏心率、静态偏心圆周角和动态偏心率，而且静态偏心故障的诊断精度并不会影响动态偏心故障的诊断精度，反之亦然。该方法无需事先获取电机正常运行时的参考值，且不要求电机定子齿数必须为偶数，适用范围广。