铁磁材料广泛应用于各类电机与变压器铁芯制造,对电工装备以及电力系统的安全、稳定、高效运行具有重要意义。材料物理学研究结果表明,铁磁材料最显著的特点是具有磁滞特性,因此建立准确的磁滞模型对电机电器的电磁优化设计具有基础支撑作用。尤其在工程应用中,通过磁滞建模分析,可以获得更为准确的磁滞损耗预测,从而为电机、变压器、磁阻作动器及其相关系统的精细化分析与设计提供有效的理论依据。然而,目前国内外磁测量数据共享机制尚未建立,磁滞建模所依赖的材料特性大数据库不够完备,市场的主流商用电磁场软件多采用线性化近似方法来简化处理。因此,为进一步提高电机、变压器等电工装置的电磁分析精度和效率,本文深入开展软磁材料磁滞特性建模方法研究,具体完成了以下内容:(1)从磁性材料的磁畴理论、磁偶极子的自旋入手,对磁性材料的磁滞特性进行了分析。对磁滞建模的意义与研究现状进行了概述,详细介绍了3类有代表性的磁滞模型:Preisach磁滞模型、Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型和神经网络磁滞模型。(2)在经典Preisach磁滞模型的基础上,针对分布函数难以确定,计算量大,精度低等问题,提出用cosh函数替代Preisach磁滞模型的分布函数,用两个一元函数的乘积替代分布函数,引入Everett函数建立了磁滞特性的解析表达式。改进的Preisach磁滞模型有3个参数,分析了各参数对磁滞回线特征量的影响,为参数辨识设置初值提供了依据,提高了算法求解的计算效率。(3)利用爱泼斯坦方圈测量了电机常用硅钢片50WW600在不同磁密、不同频率和不同温度三种工况下的磁滞回线,研究不同物理因素对磁滞回线的影响。采用Levenberg-Marquardt算法辨识了改进Preisach模型的3个关键参数,将辨识得到的参数最优值代入模型中,对比实验测量磁滞回线,拟合效果良好。