针对NPC三电平逆变器单相桥臂半导体器件的开路故障，在建立三电平逆变器状态空间模型的基础上，通过分析各类故障特征提出了相应的故障后逆变器状态空间模型，由此构建状态观测器，并基于此对相应的故障检测与识别算法进行研究，最终通过仿真建模对故障诊断策略的有效性进行了验证。仿真结果表明，基于状态观测器的方法可以快速检测故障发生，并能准确识别故障器件和类型，达到了预期目标。