变频器凭借着控制功能好,非常节能的优点在很多场合工作。但是其中功率管组件因为工作的环境是高频形态,进而发生故障的概率较高。因此,研究变频器功率管故障诊断问题,对于保障变频器的正常运行和维持整个变频调速系统的生产过程的安全关系重大。本文从提高故障定位与跟踪的鲁棒性,提高检测故障的功能以及在变频器系统中实现故障检测与重构,结合滑动模型观测器与输入未知观测器的相关理论,系统深入地研究了观测器在变频器中的故障跟踪与诊断算法。文中首先对滑动模型观测器和输入未知观测器这两种故障诊断算法进行了详细分析。对全维状态观测器、Luenberger状态观测器与Utkin观测器的设计步骤与方法进行了介绍,详细研究了滑动模型观测器和输入未知观测器构造步骤与故障检测与重构的构造方法,两种观测器中故障系统坐标变换步骤与其对故障系统的状态与故障信号的跟踪和估计方法做了深入分析。其次,在滑模观测器与未知输入观测器算法理论的基础上详细研究了三相PWM整流器与逆变器的数学模型的构建。研究PWM整流器与逆变器运行特点与四象限运行原理,进而建立基于开关函数与占空比的静止坐标中两者匹配数学模型。并且把所构建数学模型的能否被观测功能进行验证。最后,根据本文所研究中观测器故障诊断算法与变频器中三相PWM整流器与逆变器的数学模型,利用MATLAB分别对PWM整流器与逆变器进行采用滑动模型观测器和输入未知观测器的故障跟踪和检测仿真。通过实际案例对应的仿真图,表明本文所提出的两种诊断方法,能够快速跟踪整流器系统状态,准确重构系统故障信号,从而达到隔离故障的目的。并且对外界扰动具有良好的鲁棒性。经过对比分析,在变频器的观测器相应的故障检测与诊断中未知输入观测器的最终效果更好。