风力发电是可再生能源发电的重要组成部分,随着行业发展仍旧面临着重大发展机遇与困难挑战。全功率变流器是直驱式永磁同步风力发电系统的核心部件和薄弱环节,变流器的故障会导致系统运行紊乱,影响系统可靠性。针对风力发电机变流器的开路故障诊断研究越来越受到重视。本文针对直驱式永磁同步风力发电系统机侧整流器的开路故障诊断展开研究,论文首先对直驱式永磁同步风力发电系统的运行原理进行分析,基于最大功率点跟踪控制和零d轴电流控制策略建立了永磁同步发电机数学模型,并介绍了全功率变流器数学模型以及空间矢量调制策略。分析了机侧整流器功率开关管的开路故障下整流器的导通关系、扇区矢量变化,并对故障下系统运行的电流波形缺失、发电机转矩波动和发电机转速波动等故障现象进行总结。结合Matlab/Simulink仿真模型,对整流器的单管故障和双管故障的运行特征进行分析验证。根据直驱式永磁同步风力发电系统运行特性,提出了基于角度对比的整流器开路故障诊断方法和基于实时电流幅值的整流器开路故障诊断方法,并介绍了诊断方法的基本原理、阈值参数选择以及诊断实施方式。并通过仿真模型验证两种诊断方法对不同故障类型的诊断能力以及诊断准确性。搭建了直驱式永磁同步风力发电系统的机侧模拟实验平台。对功率开关管的开路故障特征进行验证,并通过实验平台的运行数据,验证了本文提出的的基于角度对比的故障诊断方法和基于实时电流幅值诊断方法的有效性。并与已有的故障诊断方法对比不同故障类型下的诊断能力,对比表明本文提出诊断方法的诊断速度与准确性等方面有明显提高。