近年来，中高压大功率电力电子变换器在拓扑结构、调制方式、控制策略及系统构成等方面取得了长足进展，有效地解决了大功率电力电子变换器应用系统的稳定性和系统鲁棒性问题，提升了大功率电力电子变换器自身运行的安全性和可靠性。此外新技术、新材料及新器件的应用也大大提升了大功率电力电子变换器的变换效率及运行极限。但伴随变流技术的广泛应用，其故障问题也逐渐凸显。当前，变流系统的故障主要集中在功率半导体器件和电容器上。器件可靠性虽在不断提高，但因承受较大的电气及热应力，导致38%左右的交流调速变流系统故障是直接或间接由功率半导体器件故障引起的，同时，电气系统中有30%左右的故障是因电容器失效而引起的。各国对于大型工业设备的故障诊断技术都非常重视。“八五”和“九五”期间，国家组织了若干这方面的研究课题，分别在交通、电力等部门进行应用和推广，在研究方法、研制手段上已接近世界先进水平。

如果通过实物半导体器件的实验方法来验证变流器的故障，不但花费巨大，耗时太多，且实物模拟故障时，存在诸多不可控因素，可能对其他设备造成损害，甚至造成人身安全。

通过中大功率电气驱动与故障诊断虚拟仿真实验，可以为中大功率电气驱动和故障诊断实验提供技术支撑,克服实物器件试验费用高昂、安全风险高、测试周期长、可重复性差和不可控因素多等诸多不足，获得比实物试验方法更多的数据，并大大节省产品开发费用和缩短开发周期。本实验项目具体实验目的如下：

（1）熟悉轨中大功率电气驱动与故障诊断虚拟仿真的基本原理、方法和步骤。

（2）建立电气驱动拓扑，使学生熟悉电气驱动拓扑，提升学生的三维数字化建模能力。

（3）通过器件故障模拟模拟，探索故障对电路参数的影响规律以及器件故障产生机理，为提高电路拓扑安全设计提供依据；

（4）通过采用最新的三维虚拟漫游和可视化仿真技术，扩大学生在本专业的视野、培养学习兴趣、培养学生的思考能力和创新能力。