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针对双级矩阵变换器（TSMC）,分别分析了TSMC正常与故障时的运行模式,分析并总结了TSMC在功率开关故障情况下的输出线电压故障特征,在此基础上提出了基于开关组误差电压的TSMC功率开关故障诊断方法,该方法可以根据开关组误差电压锁定故障开关组,并能从故障开关组中准确定位故障开关.该故障诊断方法具有快速、准确、高效等特点.建立了TSMC功率开关故障诊断系统的仿真模型和实验系统,验证了所提故障诊断方法的正确性和可行性.