针对三电平逆变器的开路故障，采用一种基于小波包变换与自组织映射神经网络(SOM)的故障诊断方法。测量三电平逆变器的上、中、下桥臂电压进行故障模式的分类，桥臂电压经过小波包分解后进行故障特征向量提取，将故障向量作为SOM神经网络的输入进行故障模式识别。仿真和实验表明，该诊断方法对三电平逆变器故障的分类准确且快速，能够降低检修人员的故障识别难度，有效提高诊断效率，对于实现三电平逆变器的在线故障诊断具有广阔的应用前景。