间接矩阵变换器（Indirect Matrix Converter,IMC）由直接矩阵变换器（Direct Matrix Converter,DMC）衍化而来,具有电路结构紧凑、功率密度高、输入功率因数可调、换流策略安全可靠等一系列优良特性,凭借其优良的性能,在工业领域被广泛应用。而工业领域的工作环境复杂,对IMC的稳定性与可靠性提出了严苛的要求。因此,研究IMC的故障诊断技术与容错控制策略,对提高系统的稳定性与可靠性具有重要意义。然而,目前有关IMC的故障诊断与容错控制策略的学术文献有限,仍有很大的研究空间。本文通过对目前已有文献资料的回顾与分析,以具有代表性的18开关IMC拓扑作为研究对象,主要针对IMC的功率开关故障诊断方法与容错控制策略问题展开深入研究。本文在详细阐述IMC的工作原理与调制策略的基础上,分析归纳SVPWM策略的特点,研究IMC整流级功率开关与整流级区间的对应关系。通过对IMC运行模式的分析工作与混杂系统理论的应用,建立了IMC的混合逻辑动态数学模型,在混合逻辑动态模型的基础上构建了以线线电流为状态变量的状态残差方程,分析功率开关故障时的状态残差特征与直流母线电压的变化趋势,在上述基础上建立逆变级功率开关与状态残差的对应关系。为描述功率开关故障后对直流母线电压的影响与实现整流级故障功率开关的检测与定位,定义趋势百分比函数。通过检测状态残差的变化与识别整流区间内直流母线电压的变化趋势实现故障开关的检测与定位,完成故障诊断体系的搭建。为解决IMC功率开关故障失效后,如何维持系统持续稳定运行的问题,本文提出一种基于冗余开关的IMC容错控制策略。该策略从冗余拓扑的角度出发,在相冗余容错拓扑的基础上改进与拓展,设计基于冗余开关的IMC容错拓扑结构。根据IMC功率开关不同类型故障的特征,结合该容错拓扑的特点,设计控制策略,系统将会在功率开关故障时有序控制双向晶闸管的导通与单刀双掷开关的动头位置,切换故障功率开关的开关信号至对应的冗余开关,实现故障容错重构的任务。该策略在不改变原有调制策略与不降低系统输出功率的前提下,可以实现单管开路故障、双管开路故障、单管短路故障与双管短路故障四大类故障的有效容错。最后,在Matlab/Simulink平台搭建IMC的仿真电路模型,利用M语言编程,搭建IMC的故障诊断系统与容错控制系统,进行仿真实验验证。仿真实验结果验证了所提出的故障诊断方法与容错控制策略的正确性与可行性。