交流电机变频调速系统在现代工业中有着广泛的应用,其稳定性和可靠性对整个生产环境有着至关重要的作用。在变频调速系统运行时可能产生的各类故障中,功率变换器的功率器件是故障率最高的元器件之一,其开路故障的诊断方法是目前相关领域的研究热点之一。在当前的研究和实验工作中,存在实验效率低、系统监测不便、算力不足等问题,这为故障诊断算法和容错控制策略的验证、研究带来了极大的阻碍。因此,本文设计并实现了易拓展、易观测、多自由度的故障诊断和容错控制实验平台。本文以交流电机变频调速系统功率变换器为对象,设计研制了具有系统状态监测、故障模拟、故障诊断算法和容错控制算法实现与测试功能的实验平台。实验平台实现了基于C/S架构的以太网通信技术,分为下位机系统（客户端）和上位机监控软件（服务端）。下位机系统设计实现了基于TMS320F28335的信号采集、交流电机变频调速控制、功率管开路故障模拟、TCP通信客户端、在线故障诊断算法和容错控制算法实验测试功能,并设计了具有容错拓扑动态重构能力的功率变换器以满足不同容错控制算法的硬件需求。上位机监控软件是下位机系统的实时监测器,负责对下位机硬件系统状态进行实时监测、下发调速变载和故障模拟指令。本文采用基于Qt框架的模块化设计方法,将上位机监控软件分为通信模块、数据库模块、模拟示波器和故障诊断算法扩展接口,分别进行设计开发。其中,故障诊断算法扩展接口实现了良好的外部脚本适配性,方便研究人员基于上位机开展更为复杂的故障诊断算法实验与研究工作。本文从已发表的文献中选择了一种故障诊断算法和容错控制算法,基于该实验平台予以实现,测试了实验平台的功能。测试结果表明,实验平台能够实现对交流电机的变频调速控制,模拟多种功率管开路故障、验证故障诊断和容错控制算法并实时监测变频调速系统的运行状态。