随着工业的快速发展,社会生产力大幅度提升,变频器以其优异的性能在中高压、大功率设备上得到了广泛的应用。三电平逆变器作为矿井提升机系统中的关键设备之一,发生故障后会严重影响矿井提升机的安全,给矿山生产带来不确定因素。为此,本文以矿井提升机系统中的中点钳位型三电平逆变器为研究对象,通过数据驱动的方法实现对逆变器核心元件IGBT功率开关管开路故障的识别和定位。首先,通过对矿用提升机变频器结构和特点的了解,确定了以中点钳位型三电平逆变器为对象展开研究,分析了其主电路结构、工作原理以及SVPWM控制技术,探究其故障原因并对主要故障类型进行了划分和统一编号。建立了三电平逆变器的故障仿真模型并对故障电流波形特点进行分析,研究单管和双管故障下三相电流波形之间的关系和幅值变化规律。其次,搭建三电平逆变器开路故障实验台,采集故障电流实测数据,并先后选用仿真和实验台两个不同来源的电流信号数据作为研究基础。选取三相电流的低频段能量值作为故障特征,同时针对部分故障类型能量值区分度不足的问题,引入正半周电流比例系数作为辅助故障特征,共同组成逆变器故障特征向量并构建故障诊断模型。分别对仿真和实测的故障电流数据进行测试,采用多种分类器对实验数据进行分析,经过对比确定最佳的分类模型,完成对三电平逆变器故障模式的识别和定位,取得了良好的故障分类效果。最后,利用Matlab完成故障识别和定位算法的设计,结合SQL Server数据库和C#语言开发逆变器故障诊断系统软件,实现对功率开关管开路故障的实时监测。该系统具备较强的数据分析处理能力和友好的人机交互界面,能够实现对逆变器的运行状态监控、故障历史查询、故障识别与报警等功能。