电流源逆变器(Current Source Inverter,CSI)以其拓扑结构简单、输出波形质量好、短路保护可靠等优点在不间断电源、电力传动与调速、可再生能源并网发电等领域有着广阔的应用前景。在很多应用场合,对电力电子的设备的可靠性要求比较高。其中开关管是整个系统中最容易发生故障的器件,因此,要提高变换器系统的可靠性,必须对发生故障的开关管进行检测和定位。进行故障诊断,其一是为了当开关管发生故障时,可以迅速停止系统运行,防止对电气系统的其它部件造成二次危害:其二是为了及时确定故障源,方便维修;其三是为其容错运行提供前提条件。随着电流源变换器应用越来越广泛,对其进行故障诊断的研究也具有重要的意义。本文首先介绍了模型预测控制的基本思想,然后将其应用到三相CSI中。文中从CSI的工作状态出发,明确其在九个电流矢量所对应的开关次序。进而分析CSI的状态空间模型,推导出其输出电流控制的预测模型,通过设置价值函数,使输出电流跟对给定电流,并探究了采样频率对电流波形的影响。然后,本文介绍了可用于电流源逆变器故障诊断的方法,即基于输出电流的故障诊断方法。文中详细分析了基于输出电流的故障诊断方法原理,提出了可以对电流源逆变器单管短路故障和双管短路故障进行检测的方法。仿真结果证明,该方法简单有效,可以实现对单管和双管故障的准确检测,并且可用于模型预测控制和传统PR控制两种方式下。最后,搭建了三相电流源变换器系统主电路,设计了基于TMS320F28335型号的DSP和Xilinx XC6SLX9-2TQG144C型号的FPGA控制电路,最后对基于输出电流的故障诊断方法进行实验验证。实验结果验证了理论方案的正确性与可行性。