功率变换器是实现电能高效利用的核心设备,被广泛应用于电动汽车、航空航天、新能源、数控机床、化工冶炼等领域。随着科技水平的不断提升和人类对生存环境的不断探索,日益恶劣、复杂的工况对功率变换器可靠性要求越来越高。故障诊断技术是提升功率变换器可靠性的重要手段,其对故障器件进行检测与定位,从而为维护决策、容错控制提供依据,保证了设备的安全性、可靠性、经济性以及无人化作业的能力。本文以三相四线T-type整流器为研究对象,对其功率管开路故障诊断方法展开一系列研究。本文介绍了三相四线T-type整流器系统的双闭环控制和SVPWM调制原理,分析了上桥臂、下桥臂和中桥臂功率管故障下电容电压和相电流的畸变特性。以电容电压作为故障特征量提出了基于电容电压对称性的中桥臂功率管故障诊断算法。该算法根据电容电压的三次波动的性质和对称性,结合电网锁相环得到的相位信息,可对三相中桥臂共六种功率管故障进行诊断。为了提高诊断算法的鲁棒性,提出了基于波动周期内的峰值构造具有自适应能力的诊断阈值。本文以相电流作为故障特征量设计了基于零电流的涵盖上桥臂、下桥臂和中桥臂功率管故障诊断算法。首先提出了零电流的概念用于实现故障检测。针对故障管的定位提出了分级判断的策略:结合故障检测时刻对应电网电压的极性信息判断第一级故障;计算重叠零电流区间来设计合理的自适应变化的故障定位阈值,判断第二级故障,用于区分中桥臂和上下桥臂功率管故障之间的故障相似性。该算法可对十二种单管故障类型进行诊断。本文搭建了三相四线T-type整流器Matlab/Simulink故障仿真平台对所提出的两种算法进行仿真验证,参与构建了物理实验平台,并开展了物理实验验证。仿真和实验结果表明,本文所提出的故障诊断算法能准确、快速诊断出功率管开路故障,且对变压变载、电网谐波等具有强鲁棒性,具有重要的工程应用价值。