随着国民经济的飞速发展,电机、变压器等电气设备的容量不断增加,随之而来的问题是电力损耗的急剧上升。这些损耗主要分布在电机等电磁设备的铁心中,因此对铁心所用材料电工钢片磁滞特性模拟问题的研究显得尤为重要。传统商用有限元分析软件在进行铁心磁特性模拟时通常采用平均磁化曲线,未能考虑电工钢片的磁滞特性,由此引起的铁心损耗计算精度有限。为了提高电工钢片磁滞特性模拟的准确性,本文在深入研究Play磁滞模型的建模机理基础上,先后建立了标量Play磁滞模型和矢量Play磁滞模型,用以模拟电工钢片的标量各向异性和矢量各向异性特性。基于一维和二维磁特性测量系统对电工钢片在不同磁化方向的磁特性进行了测量,研究了电工钢片各向异性特性。利用测量数据对Play模型相关参数进行了辨识,基于辨识过程中存在的不足,对辨识方法进行了改进,并利用实验数据对改进的模型进行了验证。此外,将上述Play磁滞模型用于分析一台永磁同步电机铁心的磁特性,为高功率密度电机的研究打下基础。本文主要研究内容有:首先,基于爱泼斯坦方圈测量系统测量了电工钢片的磁特性,分析了沿不同方向磁化时得到的磁滞回环。在此基础上,从Play磁滞模型的建模机理出发,建立了标量Play磁滞模型,辨识了 Everett函数、形状函数等模型参数,利用实验数据对模型进行了验证,研究表明该模型能有效地模拟电工钢片的标量各向异性特性。其次,为了进一步研究电工钢片所具有的真实磁特性,利用实验室二维磁特性测量系统测量了不同交变磁化方向下电工钢片的矢量磁通密度和磁场强度周期变化曲线,得到了电工钢片的矢量各向异性磁特性。然后,为了描述电工钢片具有的矢量各向异性特性,在标量Play磁滞模型的基础上,建立了矢量Play磁滞模型,分析了参数辨识过程中存在的不足,提出了改进的辨识方法,对Everett函数和分布函数重新求解,并将该模型的模拟结果与实验结果进行了对比,验证了其模拟的有效性。最后,将矢量Play磁滞模型用于求解一台永磁电机铁心的磁特性。利用Maxwell有限元软件建立了永磁同步发电机模型,在满足精度需求的前提下对模型进行仿真计算。提取了定子铁心中任一点在一个周期内的磁通密度波形和数据。利用Matlab软件将磁密数据作为模型的输入,对电机定子铁心磁特性进行了分析。