雖然牽引電機具有空氣間隙、軸承、定子、轉子幾部分構成，但是其中卻至少包括電路系統、磁路系統、絕緣系統、機械系統以及通風散熱系統幾個獨立的工作系統。在電機的運行過程中，這幾個系統又有著緊密的關聯，共同將牽引電機的運行過程表現為復雜的磁、電、機等結合的變化過程，所以牽引電機故障產生的起因和征兆一般都具有多元化特點。牽引電機常見的故障主要包括以下幾種：一是定子鐵心故障。這種故障是子鐵心出現松動或者疊片短路等現象；二是電機轉子繞組故障。
這種故障主要是端環發生開裂、斷條，繞線類型的轉子繞組開焊以及匝間發生短路；三是絕緣體故障。由于電機的絕緣體十分脆弱，所以老化、受潮、過熱、電暈、污染都是導致絕緣體電氣性能下降的因素；四是轉子本體故障。
這種故障主要是轉子偏心、轉子動平衡不良以及零件松動和脫落等。根據故障信號的不同表現形式，牽引電機的故障診斷與檢測技術主要包括以下幾種：一是定子電流檢測法；二是振動分析法；三是溫度檢測法；四是絕緣診斷；五是噪音診斷；六是磁通檢測法。作為牽引電機有效的診斷方法的電流檢測法通過與信號處理技術的結合對電機故障的特征信號進行提取，能夠實現電機故障的早期診斷，并且具有檢測裝置相對簡單的優勢。

伺服系統主要由伺服電機、伺服驅動、伺服編碼器、電源模塊等部分組成，任何一部分出現故障都會引起電機不能正常工作，常見故障主要有：線圈短路燒壞，抱閘卡死，剎車失靈，不能啟動、啟動無力、運行抖動、失磁、過流、過載、跑位、輸出不平衡、編碼器報警、編碼器損壞、位置不準、一通電就報警、一通電就跳閘、磁鐵爆鋼卡死轉不動、編碼器磨損、電機發熱發燙維修、電機運轉異常等，解決方法有：
1.伺服控制器中編碼器的設置不對，修改參數。
2.信號干擾，改善接地與屏蔽。
3.電機軸承損壞，維修電機。
4.編碼器或編碼器電纜損壞，更換。
5.伺服控制器編碼器接口損壞或接觸不良，維修。