电工钢片是电力装备能量转换的核心材料,对电力系统安全、高效、稳定运行起着至关重要的作用。在进行电力装备电磁特性分析时,工程上通常采用一条简单的磁化曲线描述电工钢片的材料磁特性,导致仿真计算结果偏离工程实际,引起误差的主要原因之一是缺少对电工钢片磁滞特性的准确描述。因此准确表征电工钢片的磁滞特性对电力装备的优化设计有着重要意义。传统唯象磁滞模型的建立过程较少地考虑电工钢片自身的能量平衡,导致磁滞模型对复杂磁化环境的模拟精度有限。因此有必要从电工钢片在磁化过程中能量变化角度推导磁滞模型。本文在研究电工钢片在磁化过程中能量变化理论的基础上,建立了基于能量的磁滞模型,并将该模型矢量化,推导了结合基于能量的矢量磁滞模型的有限元计算公式,编制了相应的有限元计算程序,并将上述成果应用到一台单相变压器铁心模型的局部磁滞特性分析中。主要研究内容如下:首先,将磁滞过程与力学等效装置的作用过程作类比,将钉扎效应与静摩擦力作类比,建立基于能量的磁滞模型,讨论外加磁场强度与各钉扎点对应的可逆磁场强度间的关系,并通过矫顽力随外加磁场强度峰值的变化趋势,确定不同峰值磁场强度下钉扎分布密度。在选取电工钢片钉扎点总个数的前提下,根据钉扎分布密度与外加磁场强度峰值的关系确定钉扎场强度及对应权重,编制了磁滞模型的计算程序并进行实验验证。其次,实现了基于能量的磁滞模型的矢量化。将不同磁化角度下的模型参数进行识别,并将参数识别结果代入到磁滞模型的计算程序中,分别计算沿不同磁化角度下两个正交方向的磁滞回线,得到基于能量的矢量磁滞模型,为磁滞模型与有限元计算结合打下基础。然后,根据有限元计算原理,建立基于能量的矢量磁滞模型与有限元计算结合的控制方程,将控制方程离散化,推导结合磁滞模型的有限元计算公式,给出非线性磁滞特性求解的计算流程,编写了相应的有限元计算程序,并进行了程序验证。最后,将上述理论模型与计算程序应用到一台单相变压器铁心模型的局部磁滞特性的分析中,得到变压器铁心不同位置上的磁滞回线,为提高铁心损耗的计算精度奠定基础。