为提高真空断路器的开断和关合性能，并提高它的可靠性，提出了一种基于数字信号处理器的动触头位置、速度闭环控制方案，选用了高精度光栅尺作为速度、位置传感器，满足了系统实时性和高精度的要求.通过脉宽调制控制永磁机构分、合闸线圈电流，最终实现了高压断路器分、合闸操作时对动触头运动的控制、调节，使其能够按照预定理想曲线进行运动.实验结果表明，所提方法能够实现对真空断路器动触头运动的控制，有利于提高断路器开断、关合能力，延长断路器的机械电器寿命，提高运行可靠性.

针对以往无刷直流电动机多由单片机附加许多种接口设备构成，难于实现从位置环到速度、电流环的全数字控制问题，设计了采用SPCE061A型16位单片机的脉宽调速系统.该单片机主要完成位置传感器信号的采集、电动机换相信号的输出、电动机转速的测量以及数字PWM 调速信号的输出等功能.电动机驱动电路采用开关速度快、功耗低的MOSFET管全桥方式.实验证明，该系统响应速度快，动静态特性良好，适用于对小功率无刷直流电动机的速度调节.

针对目前稠油开采系统中抽油机下冲过程存在能量回馈、中频加热给定温度不具备判断实际中频输入功率是否合理的问题，设计一种变频、中频联动电源.该电源通过变频、中频共用母线技术把抽油机回馈电能通过中频加热消耗掉，避免了变频器主电路过大的回馈冲击电流并节约了电能.同时采用中频给定温度自寻优控制，改变以往由人工经验设定加热温度而存在的电能浪费.利用频率跟踪和移相控制技术保证最佳加热效率，提高了系统的可靠性，降低了设备成本.辽河油田实际应用表明，该设备达到了节能降耗、提高开采效率的目的.

电工钢片具有复杂的非线性磁特性，是电工产品中应用最广泛的磁性材料.为了降低能耗、实现产品综合性能的优化设计，需要在电机、电器电磁场数值分析中实现对电工钢片磁特性的精确模拟.讨论了计算电磁学中电工钢片磁特性模型研究中的几个主要问题，包括磁性材料各种磁滞模型的基本思想、不同模型的优点和局限性、电工钢片磁特性测量方法的研究进展以及与磁特性模型相对应的电磁场分析方法的研究现状.

为满足智能化保护电器三段过流保护的测量范围和体积小、相间距离近的安装结构，提出在尽可能不过多增加相与相之间电磁干扰的前提下，采取在铁芯上开槽的措施增加电流互感器的量程.对电磁式电流互感器、空心电流互感器和铁芯开槽式电流互感器进行了分析对比.结果表明，铁芯开槽后，一次绕组的磁势一部分降落在气隙上，另一部分降落在导磁体上，导磁体的饱和电流增加，电流互感器的线性范围扩大.同时，一次绕组产生的磁场仍集中分布在导磁体中，相与相之间的电磁干扰不超过2.5%.

横向磁通永磁电机转矩密度远高于普通结构电机，但结构较复杂，内部磁场呈三维分布.为弄清横向磁通电机内部磁场的分布及优化设计规律，需采用三维有限元的分析方法.通过采用ANSYS软件进行分析，并用ANSYS的APDL语言进行二次开发编程，对一种三相分布在同一个圆周上的永磁体内置式横向磁通永磁电机进行了三维电磁场分析，对该电机不符合周期条件的三维电磁场求解区域在工程设计允许范围内进行了简化处理，在电磁场分析计算的基础上，给出了电机参数计算方法，并给出了在此基础上的数学模型，对横向磁通永磁电机的空载及负载电磁场进行了计算，给出了空载反电动势和电抗的计算方法, 最后，通过与样机测试结果的对照研究，验证和完善分析方法.

针对钕铁硼永磁材料提出了一个计算永磁同步电机转子永磁体内涡流损耗密度的公式.通过三维电磁场有限元方法，求解了电机内的磁场并计算出了永磁体内的涡流损耗，验证了公式的正确性.在分析计算中考虑了电机复杂三维结构的特点，同时根据对称性，取电机的一个极范围作为分析的简化模型.为了能很好地分析和画出精确的涡流波形，对每一个周期取100个时间子步作瞬态分析，并且在划分有限元单元时考虑了磁场的透入深度.最后根据计算结果的比较得出影响永磁体内涡流损耗的因素.

在对引起无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动的原因进行全面分析的基础上，对其换相转矩脉动进行了重点研究，详细分析了换相期间BLDCM各物理量的动态变化过程，针对换相转矩脉动的根本成因，提出了一种全新的消除换相转矩脉动的方法，即“反电动势跟踪”法.为了通过仿真实验对这种方法进行验证，首先在Matlab/Simulink建立了BLDCM的仿真模型，创造性地解决了如何在仿真模型中生成梯形波反电动势这一BLDCM建模的难点问题.在此基础上，仿真了“反电动势跟踪”法，实验得到的电流和转矩波形充分证明了这种控制策略的合理性.

针对高频状态下运行的带绕式空芯脉冲变压器对绕组线圈电感参数的精度要求比较高的现状，提出一种使用简便、精度符合脉冲功率领域应用需要的电感计算方法.在忽略线匝螺旋性前提下，基于毕奥沙伐定律和圆柱轴对称空间磁场计算理论得到线匝内部磁场计算公式，进而推导出线匝自感和匝间互感的计算公式.得出种应用简便且准确率高的线圈自感和线圈间互感的计算方法.结果表明：实验误差小于3%，能满足脉冲功率领域实际应用的需要，具有一定的实用价值.

完整地介绍了一个基于TMS320LF2407A的电动汽车电驱动系统的设计方案.该电驱动系统主要包括五个模块：永磁同步电动机，逆变器及驱动电路，传感器、保护信号及接口电路，逆变器控制器，CAN总线通讯模块.针对电动汽车这一特殊的应用场合，系统地介绍了各个模块的设计方法，直接转矩控制(DTC)的原理，永磁同步电机的DTC系统结构框图.高性能的数字信号处理器TMS320LF2407、高功率密度的永磁同步电机和先进的直接转矩控制技术的组合，能很好地完成对电动汽车的驱动.

永磁电机以永磁体产生的磁场为媒介进行机械能和电能的相互转换.在扼要介绍了与稀土永磁电机密切相关的永磁材料的基础上，阐述了稀土永磁电机分析理论、设计计算方法、磁路结构、优化设计、防失磁等应用基础理论与共性关键技术上所取得的进展，简要介绍了所开发的高性能价格比的多种永磁电机——永磁发电机、高效永磁电动机、交流永磁伺服电机和直流电动机，其中特别介绍了两种新型结构的永磁电机，并初步展望了稀土永磁电机的发展前景.

非系列电机的设计方法不同于常规系列电机的设计方法，设计时应按其性能指标要求参考性能相近的系列电机尺寸，并对对其性能有重要影响的极数、槽数、绕组的排列方式等进行设计.通过对轮式机器人用无刷直流电动机性能指标要求的分析，经过具体方案的确定，简述了该种电机设计应遵从的规律，提出并采用无刷直流电动机的绕组切换方法，以在不改变硬件前提下改善轮式机器人的低速爬坡能力和起动加速能力，研究和分析了无刷直流电动机绕组切换的原理和方法.

为了提高异步电机故障诊断的可靠性，防止故障错报与漏报，以定子电流分析方法为理论基础，采取同时采集异步电机定子电流与电压信号的电机电气信号分析方法，分析异步电机电气、机械故障，并通过神经网络对复杂的电流和电压信号进行故障模式识别.模拟异步电机绕组匝间短路和断条故障进行实验，实验结果与实际基本符合.利用电气信号分析电机故障，可以区分电机电气故障和机械故障，为诊断结论提供了更加可靠的依据，与神经网络结合，利于故障模式的智能识别.

鉴于中长期负荷预测受很多不确定因素的影响，各种预测方法都有其局限性的问题，在分析基本灰色模型及其传统改进模型在负荷预测中局限性的基础上，提出了一种电力系统中长期负荷预测的实用新方法——组合优化灰色预测法.该预测法是一种对残差改进灰色模型(GM)和基于等维新息递补预测法的改进灰色模型进行优化的组合方法，能够实现在线预测模型参数，满足动态电力负荷能解决随机干扰影响的要求，最终的预测结果误差可基本控制在3%之内. 经过实例计算，组合优化灰色预测模型用于中长期电力负荷预测，与传统的系统理论方法相比较，该方法计算简捷，预测精度高，具有很好的实用性.

针对精密数控转台伺服直接驱动用多极永磁力矩电机的特殊应用问题(要求电机有较大的转矩密度且较小的转矩波动)，在分析该种电机的特殊结构的基础上，提出一种新型不等齿顶宽结构，以提高绕组利用系数，加大电机的转矩密度；并采用转子斜极的方法，可在有效消除转矩波动的同时，电机仍保持较高的绕组利用系数.对提出的两种方法分别进行了理论公式推导验证，用有限元仿真方法与传统等齿顶宽结构直极电机作比较，说明了所述设计方法的合理性和有效性.样机实测结果验证了理论分析的正确性.

从理论分析入手，介绍了一种应用试验变压器供电的工频绝缘试验中，当试品发生闪络时的恢复过电压保护装置.该装置的主电路采用了反并联在试验变压器一次侧的快速电力电子开关，控制电路由信号输入电路、放大电路、电平比较电路、定时电路、脉冲形成电路和强触发电路等组成.当试品发生闪络或击穿时，保护装置主回路迅速将试验变压器一次侧短路，使高压侧失去能源，从而有效地抑制了闪络间隙的重燃而无法产生过电压.实际运行结果表明，该装置运行稳定，动作可靠.

针对无刷直流直线电机(BLDCLM)伺服系统输出能无延迟、无超调地跟踪输入指令的变化，而常规PID控制器很难同时满足系统对输入的跟踪性能和对不确定性的抗扰性能要求这一现状，提出鲁棒L₂跟踪控制策略，亦即有针对性的引入非线性控制抑制扰动和实现对输入指令的准确跟踪.对具有变化负载和驱动增益变量的BLDCLM定点控制进行鲁棒L₂控制器设计，并运用MATLAB/SIMULINK仿真得出在不同负载条件下的阶跃响应和相应的电机速度、位移响应曲线.仿真结果表明，任何状态下系统都有最佳动态响应，从而证明了该方法的合理性和有效性.

针对龙门移动式镗铣床双直线电机的同步进给问题，提出了将交叉耦合控制器和QFT(定量反馈理论)鲁棒控制器相结合的控制策略.由于两个子系统之间存在机械耦合，因此利用交叉耦合控制器来增加两轴之间的匹配程度，以减小位移同步误差；把QFT鲁棒控制器作为子系统速度控制器，以解决电机参数变化和其他扰动等不确定性因素对同步精度的影响.仿真结果表明，所提出的控制方案是有效的，提高了系统的同步精度.

针对高精度五轴联动数控机床中主轴头复合A/C轴直接驱动环形永磁力矩电机伺服系统易受负载扰动和参数变化影响的特点，以及其机械和电气变量间的耦合影响速度跟踪的快速性和精度的问题，设计了基于奇异摄动理论的二阶滑模鲁棒速度控制器.利用奇异摄动理论将环形力矩电机伺服系统的高阶模型解耦成两个不同时标的子系统，以实现变量间的解耦和模型简化.采用二阶滑模控制的螺旋算法分别设计快变和慢变子系统的控制律，再合成得到复合控制，以增强伺服系统的鲁棒性.仿真结果表明，所提出的策略使伺服系统具有很强的速度跟踪性能，而且对负载干扰和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性.

永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据，需对不同转子结构的电抗参数进行分析.在三维电磁场数值计算的基础上，利用Ansoft软件对两种内置式永磁同步电动机的交、直轴电枢反应电抗参数进行计算，在此基础上总结出两种转子结构永磁同步电动机电抗参数随气隙长度和永磁体磁化方向长度的变化规律.试验测试结果与计算结果相吻合.结论表明:该方法能指导转子结构的选择.根据所得的规律，确定转子结构的设计策略.

设计了一种场强大于5 T的强磁场永磁魔环机构.采用了矢量Preisach磁滞模型和有限元计算相结合的方法，全面考虑了强永磁机中出现的局部饱和、局部退磁和旋转磁化等异常磁化现象，采用了加入软磁材料、调整充磁方向、选用两种不同牌号永磁材料以及采用磁屏蔽固定外壳等一系列方法，有效降低了局部饱和与退磁，增强了魔环有效区场强.并利用正交实验法结合穷举法优化永磁魔环各部分尺寸和充磁方向，最终使魔环中心有效区内平均场强高达5.698 T，证明了魔环结构设计的合理性和优化方法的有效性.