随着電力電子、電機及控制技術高度一體化，電機已不再單獨地作為一個孤立的對象來進行設計、分析和應用，而是把電機的研究置于整個系統之中，簡稱之為“電子電機集成系統”。該研究方向着重于電力電子、電機及其控制系統的集成特性，使得三者從設計、制造、運行都更緊密地融為一體，從而擺脫了傳統的單一電機或單一控制器的研究模式。“十五”期間，該研究方向主要在下面三個方面取得成果。

1）電子電機集成系統分析建模的理論和方法

随着電力電子與電機控制一體化的發展，系統建模和集成方法成為重要問題。本研究提出了有關系統建模和系統集成的一些新理論和方法，特别在适應于逆變器供電的變頻調速電機研究上提出和建立了一套設計和分析方法，在主要尺寸公式、電機常數和轉子槽形優化設計方面突破了原有的理論框框，提出了電機輸出函數、電機自适應設計模型、電機設計參數與控制參數匹配等新概念和新方法。研究出的變頻調速電機設計軟件已在國内外多家電機生産廠家應用。并基于該軟件的分析與設計，研制出多台高效變頻調速電機。有關研究論文分别發表在《中國電機工程學報》、《電工技術雜志》、《bevictor伟德官网學報》和IEEE期刊上。該成果2004年獲得了國家發明專利，基于該成果研制出的大中型變頻調速高效異步電動機2002年獲得江西省新産品二等獎。分别從1999年和2001年開始至今，開設出本科生專業新課“電子電機設計與分析”和研究生專業新課“電力電子與電機集成系統”，編寫了相應的講義和課件。“十五”期間，本研究方向上培養了博士1名（孟朔），碩士3名（趙強，劉姗姗，關慧）。

“十五”期間部分具有代表性的論文和專利成果有：

[1] 孟朔, 趙争鳴，變頻調速異步電機優化設計,《bevictor伟德官网學報》，Vol. 41，No.6, 2001，pp.120–123 （EI：02116885686）

[2] C Chan, Z Zhao, S Meng, Strategy and Implementation for Design and Analysis of Induction Machines Supplied by Power Electronic Inverters, IEEE Trans. on Industrial Electronics, December 2001, Vol. 48, No. 6, pp. 1272 – 1274  （SCI 499KB）

[3] 趙強, 趙争鳴,永磁電機永磁體尺寸優化設計,《電機電器技術》，2001年4月，pp.2 - 5

[4] 趙争鳴, 變頻調速電動機系統現狀及發展,《電氣時代》，2002年11月，pp.48 - 50

[5] 邬向東, 趙争鳴, 董仲恒,大中型變頻調速電動機的高效風扇設計,《中小型電機》2003 第30卷第3期 P.33-35

[6] 邬向東, 趙争鳴, 孟朔, 董仲恒,大中型變頻調速高效電動機的優化電磁設計,《電工技術雜志》2003 第3期 P42-44、69

[7] 關慧, 趙争鳴, 孟朔,變頻調速異步電機場路分析中的動态網格剖分,《中小型電機》2003 第30卷第6期 P.14-17

[8] 劉珊珊, 趙争鳴, 孟朔,開關磁阻電機的快速仿真非線性模型,bevictor伟德官网學報(自然科學版)2002 第42卷第9期 P.1176-1179，（EI 03027313231）

[9] 關慧, 趙争鳴, 孟朔, 邬向東,變頻調速異步電機的優化設計,《中國電機工程學報》2005 第24卷第7期 P.194-199，（EI 04378355249）

[10] 趙争鳴，孟朔，國家發明專利，變頻調速交流異步電機，ZL 00100151.5

2）高效太陽能揚水和照明綜合應用系統

該研究成果是電力電子與電機集成系統理論與實際應用相結合的體現，它集光電子學、電力電子技術、電機拖動、電機學、現代控制及電能儲存技術于一體，具有四個突出創新點：（1）将揚水系統與照明系統有機地結合起來使太陽能得以最優應用；（2）最大功率點跟蹤控制，使得整個系統始終工作在功率輸出最大的狀态，從而更有效地利用太陽能，提高整個系統的效率；（3）最小損耗充放電方法，實現了長串聯蓄電池組的充放電能量自動管理，提高了蓄電池充放電效率，延長了蓄電池壽命；（4）高效變頻調速異步電機驅動潛水泵。目前已在我國西部地區全面推廣，在新疆和田地區建立了太陽能綠洲生态系統示範工程，解決了當地一千多人口用電用水及農田灌溉問題，取得了很大的經濟效益和社會效益。作為北京申辦2008年奧運會中标項目，2001年在北京首都體育館和奧林匹克體育中心建立了該系統示範工程。該成果2001年獲中國高校科技進步一等獎。2005年出版了編著《太陽能光伏發電及其應用》。2003年獲得國家發明專利并成功地進行了産業化工作。基于該研究成果，趙争鳴教授于2003年向北京奧委會提出了“2008年北京奧運應用太陽能建議”，該建議于2006年獲得北京市科協優秀建議特等獎。該研究方向上培養了博士後1名（劉雲峰），碩士3名（陳昆侖，王健，劉樹）。

“十五”期間該研究具有代表性的成果有：

[1] 趙争鳴，盧強，劉雲峰，孟朔，袁立強等，“太陽能揚水與照明綜合應用系統”，2001年，中國高校科技進步一等獎

[2] 趙争鳴，劉建政，孫曉英，袁立強，《太陽能光伏發電及其應用》，2005年10月，科學出版社

[3] 趙争鳴劉建政, 孟朔, 陳昆侖, PV pumping and lighting combined system,Proceedings of the IASTED International Conference，May 2002，California,USA,pp.351 – 354

[4] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政, 王健, Implementation of a Stand-alone Photovoltaic Lighting System with Maximum Power Point Tracking and High Pressure Sodium Lamp, PEDS 2003 The Fifth International Conference on. Singapore,2003: 1570-1573

[5] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政,用于太陽能照明系統的智能控制器,《bevictor伟德官网學報》2003 第43卷第9期 P.1195-1198，（EI 04078020847）

[6] 劉樹, 劉建政, 趙争鳴, 王健, 吳理博, 基于改進M PPT 算法的單級式光伏并網系統,《bevictor伟德官网學報》2005 第45卷第7期 P.873-876，（EI 05369347279）

[7] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政, 劉樹, 袁立強, Modified MPPT Strategy Applied in Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic System, ICEMS’2005. Proceedings of the Eighth International Conference on. Nanjing, China，2005: 1027-1030

[8] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政, 王健, 鐘志剛, 獨立光伏照明系統中的能量管理控制,《中國電機工程學報》 2005 第25卷第22期 P.68-72，（EI 06039650243）

[9] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政, 王健, 袁立強, 具有無功補償功能的單級式三相光伏并網系統,《電工技術學報》 2006 第21卷第1期 P.28-32，（EI 06269966604）

[10] 吳理博, 趙争鳴, 劉建政, 王健, 劉樹, 單級式光伏并網逆變系統中的最大功率點跟蹤算法穩定性研究,《中國電機工程學報》 2006 第26卷第6期 P.73-77，（EI 06239925340）

3）基于IGCT的高壓大容量變頻調速系統

作為高壓大容量電子電機集成系統的重要方面，“十五期間”集中開展了基于IGCT的高壓大容量變換器理論研究和工程實踐。該研究以基于新型開關器件IGCT的高壓三電平變頻器的研究開發為主導，兼顧遠程控制DCS研究、适配的高壓變頻電動機設計以及外圍閉環協調控制等内容，從而構成完整的高壓大容量三電平變頻調速系統。該研究在開關器件特性、主電路結構、控制系統、機械結構、冷卻系統、檢測與保護、通訊與界面、試驗檢測等多方面取得了創新性成果，全面掌握了這些方面的關鍵技術。獲得國家發明專利授權2項，申報受理發明專利8項，申報軟件著作權4項。2004年“低壓三電平變頻調速系統”獲得北京市科技成果二等獎。2005年完成了1250kW/6000V高壓三電平變頻器樣機研制，完成了從原理樣機、關鍵技術攻關、系統集成和現場運行等全過程，樣機經過了一年多的現場運行試驗，通過了國家電控配電設備質量監督檢驗中心的産品檢測。2006年通過了教育部和中電聯聯合主持的技術成果和産品成果鑒定，評價為：該成果填補了我國在高壓大容量三電平變頻器産品生産上的空白，技術上整體達到國際先進水平，部分關鍵技術達到國際領先水平。該研究方向上培養了博士1名（袁立強），碩士3名（楊志，錢珏，崔志良）。

“十五”期間部分具有代表性的理論成果有：

[1] 趙争鳴, 白華, 張海濤, 袁立強,多電平大容量變頻調速系統中直接轉矩控制的應用, 《中國電機工程學報》2005 第25卷第0期 P.24，（EI 06129772729）

[2] 趙争鳴, 張海濤, 袁立強, 白華, 楊志, 基于IGCT的高壓三電平變頻器失效機理及保護策略,《電工技術學報》2006 第21卷第5期，P.1-6，（EI 063410082185）

[3] 趙争鳴, 袁立強, 孟朔, 李崇堅,通用變頻器矢量控制與直接轉矩控制特性比較,《電工技術學報》2004 第19卷第4期 P.81-84，（EI 04448436508）

[4] 白華, 趙争鳴, 胡弦, 陳昕,三電平變頻調速系統中直流預勵磁試驗研究,《中國電機工程學報》2006 第26卷第3期 P.26，（EI 06189856682）

[5] 袁立強, 趙争鳴, The Optimization of Snubbers for IGCT-based Voltage Source Inverters, The 29th Annual Conference for the IEEE IES, IECON 2003. 679-682，（EI 04118060003）

[6] 袁立強, 趙争鳴, 白華, 李崇堅, 李耀華, 用于大功率變流器的IGCT功能型模型,《中國電機工程學報》2004 第24卷第6期 P.65-69，（EI 04328306620）

[7] 張海濤, 趙争鳴, 孟朔, 袁立強,三電平變頻調速系統的三相短路制動仿真與實驗分析, 《中國電機工程學報》2004 第8期 P.56-60，（EI 04418404459）

[8] 白華, 趙争鳴, 袁立強, 李冰, A High Voltage and High Power Adjustable Speed Drive System Using the Integrated LC and Step-up Transforming Filter, IEEE Trans. on Power Electronics , Vol.21，N0.5,pp.1336-1346,Sept.2006（SCI 084XJ）

[9] 袁立強, 趙争鳴, 劉建政, Experiment and Analysis for Single IGCT Equipped in MV Three-level Inverter, Conference Record of IAS' 2005, 2005, Vol.2: 825-829，（EI 062910009453）

[10] 白華, 趙争鳴, 袁立強, 張海濤, 磁場定向與直接轉矩控制變頻器魯棒性分析,《中國電機工程學報》2006 第26卷第1期 P.91-95，（EI 06159819381）