在数字化向智能化发展的总体转型之下,当前智能液压领域对小尺寸高速开关阀达到高频响提出了迫切需求。但是,高速开关阀存在微小尺寸与高频响难以兼顾的问题,亟需建立准确的理论指导模型来解析结构与频响之间的关系。面对电-机械转换器在微小型尺寸下追求高功率体积比的要求,现有模型却难以准确描述转换器频响随磁路结构微小变化的敏感反应。因此,建立电-机械转换器电-磁-固-热多物理场耦合动态模型,并且提出一种J-A磁滞模型代替基本B-H模型的方法拟合出转换器在高频激励下的磁滞特性,旨在获取不同电气参数和结构参数下对频响的作用规律。具体研究内容如下展开:首先,结合电-机械转换器磁路特点和工作方式,确定转换器的结构形式。分析常用软磁材料的性能,选择转换器的磁化材料。基于电磁驱动设计方法,考虑转换器工作时长、线圈温升等因素,对转化器磁路结构进行初步设计计算。在不影响磁路总磁通的条件下,限制转换器外壳尺寸设计微小结构。对初步设计的线圈匝数和直径,验算电气延迟时间并修正线圈参数。设计一款弹簧复位式-螺线管型的电-机械转换器。其次,建立转换器的电路、磁路、机械子数学模型,分析动态运动过程中各物理量间的相互作用关系,研究转换器在开关过程的能量转换及损耗去向。根据以上耦合数学关系和设计的几何模型,结合COMSOL多物理场耦合仿真平台的优势,建立转换器COMSOL电-磁-固-热耦合动态仿真模型。仿真分析两种驱动方式（单电压和多电压）下的动态响应。然后,研究转换器在高频电流激励下的磁滞特性,提出以J-A（Jiles-Atherton）磁滞曲线为特征模型,在COMSOL仿真平台下拟合出动态磁滞曲线;分析B-H磁化模型和动态磁滞模型下的磁化差异以及对比两种磁化模型下的电磁力、位移的动态响应。基于考虑磁滞特性的转换器多物理场动态仿真模型,调整电气参数（线圈匝数、激励电压）和结构参数（工作气隙、主副磁极直径、衔铁长度和弹簧刚度）,对电磁力和频响进行敏感度分析。最后,对电-机械转换器进行样机的加工与制造,搭建电-机械转换器静态电磁力和动态位移测试试验台。测试不同激励时间下的随电流变化的电磁力,验证仿真模型。测试不同线圈参数下的电磁力,与仿真对比分析,研究电磁力随匝数的变化规律。测试位移响应并分析样机频响与电磁力变化规律不一致的原因,提出改进建议。本文的特色之处在于,建立了微小型转换器的电-磁-固-热多场耦合新型仿真模型,解析了转换器在动态响应下各物理场间的相互作用及结构与频响的关系;创新性地提出用J-A磁滞模型代替基本B-H曲线,拟合转换器在高频交变磁场下由磁滞引起的的响应延迟。