电工钢片广泛应用于现代电机、变压器的铁心,其磁特性兼具磁滞、涡流、磁各向异性等特点,同时受到激励频率和加工工艺等影响。电机、变压器铁心叠片常采用冲剪、线切割、激光切割等加工方式,这些加工方式会带来电工钢片磁性能的恶化。优秀的电机设计和性能分析方法离不开精细的材料模型。开发计及电工钢片切割方式影响的磁特性数学模型对准确预测电机性能具有重要的意义。有关电工钢片切割边缘效应影响的研究在国外尚处于起步阶段,而在国内,就笔者目力所及,尚未见相关模型的研究报道。本文基于实验室引进德国的单片一维磁特性测量系统,测量并分析了不同加工方式、切割条数下电工钢片磁特性的演变规律,推导了表征切割边缘效应的分层材料模型和渐变模型,并推导了模型参数的辨识方法。具体工作内容有:首先,对待切割电工钢片进行退火处理以消除预加工过程中引入的机械应力和热应力,避免对后续实验结果造成干扰。分别使用剪切、线切割和激光切割法对经退火处理的电工钢片进行切割并测量了不同切割条数和激励形式下的电工钢片磁特性的数据。然后,分析了不同切边条数,频率,切割方式下,电工钢片的磁特性的演变规律。详细讨论了不同切割情况和激励方式对电工钢片交流磁化曲线和损耗曲线的影响。利用切割前后的磁特性测量数据(磁化曲线,铁耗曲线),推导了计及切割边缘效应的电工钢片分层材料模型,计算了不同切割方式下材料磁性能恶化区域的宽度。基于不同切割边数的磁特性测量数据,推导了磁特性恶化区域范围内距离切割边缘不同位置磁导率的变化规律。最后,为验证所提出的模型的合理性,通过有限元仿真分析了计及切割影响的三维单片测量器的磁场分布和损耗,并与实际测量结果进行了对比。应用本文推导的分层模型,仿真了一台无刷直流电机的输出转矩并对比了计及切割边缘影响前后的性能分析结果的差异。