作为新能源技术中核心装置的逆变器,承担了电网系统中功率变换的重要任务。中点箝位型三电平逆变器凭借耐压高、输出电压谐波畸变率较低等优点,被广泛应用在功率变换场合。但是,NPC三电平逆变器与两电平逆变器相比,开关元件数量更多,发生故障的概率会更高。为保证系统的正常安全运行,应及时进行故障诊断。本文以NPC三电平逆变器开关管开路故障问题为研究对象,研究内容如下:1.NPC三电平逆变器在不同故障情况下输出信号会发生不同的改变,本文选取受负载变化影响较小的线电压为检测对象,通过研究故障开关管所在桥臂的工作状态变化,分析线电压偏差之间的关系,判断故障所在相。针对开关管的具体定位问题,在分析不同开关管故障情况下逆变器内电流流通路径变化的基础上,通过研究逆变器开关管故障后输出线电压偏差在不同工作模式下的表现,研究根据线电压偏差的最大值实现故障定位的方法。最后,通过仿真验证该策略在三相负载平衡与不平衡条件下的正确性。2.NPC三电平逆变器作为连续量约束与开关信号控制的混杂模型,可根据由逆变器工作状态建立而成的混合逻辑动态模型来预估逆变器的三相电压,针对逆变器开关管故障问题,本文将预估电压与实际电压进行比较得到电压偏差,通过分析不同开关管故障情况下的三相电压偏差的表现,研究基于负载相电压的故障诊断策略。针对逆变器开关管二次故障问题,通过研究逆变器一次故障至二次故障过程中的三相电压偏差变化,将二次故障的三相电压偏差与一次故障的三相电压偏差进行比较,根据比较结果进行二次故障诊断,解决了逆变器多管故障时故障开关管不易辨识的问题。3.搭建基于dSPACE的NPC三电平逆变器故障诊断实验平台,并在实验平台验证本文所提故障诊断策略的可行性。