随着现代工业电气化和自动化水平的不断提高,对电机驱动系统可靠性的要求也越来越高。与传统电机相比,开关磁阻电机可靠性高、容错能力强,因此具有比较广阔的工业应用前景。在开关磁阻电机驱动系统中,功率变换器是实现机电能量转换的重要组成部分,同时也是整个系统中最容易发生故障的薄弱环节。为了进一步提高开关磁阻电机驱动系统的可靠性,本文重点针对功率变换器主开关管故障进行了分析和诊断方法的研究。首先,对开关磁阻电机系统及其主要电气故障进行了分析。介绍了开关磁阻电机及其系统结构和三种基本控制策略,对开关磁阻电机驱动系统中的电气故障类型进行了归纳分类。以三相不对称半桥型功率变换器为研究对象,研究了功率变换器主开关管短路和开路故障,分析了故障发生后电流路径的变化和故障对电机系统的影响,并给出了正常与故障不同运行状态和不同控制方式下电流波形及驱动信号的对应关系示意图。接着,给出了一种基于相关性分析的功率变换器在线故障诊断方法。该诊断方法的原理为通过判断故障发生前后同相位电流之间的线性相关度的变化情况来实现故障诊断。在将采集到的三相电流信号移相至同相位的基础上,将三相同相位电流在关断区间内和开通区间内PWM信号为低电平时的Pearson积距相关系数用作故障特征量,以实现功率变换器故障桥臂及故障类型的检测和短路功率器件的定位。通过仿真与实验的对比分析,验证了该方法在电压斩波、电流斩波和角度位置三种控制方式下的有效性和通用性。最后,针对传统相电流测量方式对功率变换器进行故障诊断时开路故障不能定位故障器件和短路故障器件定位延迟的不足,给出了两种基于相桥臂交叉缠绕测量方式的功率变换器快速故障诊断方案,即基于斩波管电流和续流二极管电流的诊断方案与基于位置导通管电流和下续流二极管电流的诊断方案。分析了故障前后观测电流的变化特征,并利用数字化思想将观测电流模拟量转化成数字量作为故障诊断特征量来实现功率变换器的实时快速可靠的故障诊断。仿真和实验结果验证了这两种方法在三种不同控制方式下的有效性和可行性。