三电平变流器有着大容量、耐压等级高、输出电流谐波含量少、开关损耗小等诸多优点,所以是高压大功率场合非常理想的选择之一,而二极管箝位式三电平变流器拓扑是目前相对于其他三电平拓扑,研究最多最广泛的拓扑结构。在大功率密度和高故障率的工业应用场合中,电力电子变换器的可靠性是个关键问题,尤其针对半导体开关器件。论文首先介绍了三电平NPC型变流器的研究背景,分析目前针对变流器及其中半导体功率器件可靠性的研究现状。将绝缘栅双极晶体管模块内部键合引线的潜在缺陷视为失效先兆,对于提高IGBT模块可靠性的健康监测尤为重要。其次,本文针对三电平逆变器的可靠性评估,采取一种较为成熟的热敏电气参数作为故障标志,在离线状态下标定基准值和线性关系,通过采集电压和温度数据评估结温及IGBT内部结构健康状态。最后,提出了基于电路容错控制和独特的逆变器(或变流器)微调恰当的解决方案,并在MATLAB环境下仿真验证时序关系。该预测方法使用IGBT的端电压作为监测键合引线健康状况的参考,依次检测NPC型三电平逆变器三相桥臂中逆变模块是否发生故障,并在不降低逆变器的输出功率前提下控制PWM波形后保持输出平衡。可提供准确的预测结果,并允许操作者定位功率变换器内的亚健康IGBT模块,及时采取适当措施以避免故障。根据仿真得出的时序逻辑搭建实物平台,TMS320F2808的DSP为控制核心,CPLD为辅助的10kW三电平NPC变流器实验平台,对本文所提方法的电压、温度数据采集准确度和变流器附加在线监测系统运行时输出特性进行了实验验证。实验结果验证了系统结构和所提功率器件驱动调制方法的正确性与有效性。