国际热核聚变实验堆(ITER)是世界上在建最大的托卡马克聚变装置,其运行时周边区域将被较高的磁场所覆盖,会对各类电子电气设备的安全运行造成影响。目前世界上尚无满足其要求的大尺寸强磁场平台对设备进行电磁兼容测试,受ITER国际组织委托,研制了一套大口径均匀强磁兼容测试装备。论文的主要工作内容和创新点如下:在国际上首次成功研制了标称磁场60mT、磁场均匀范围2.1m×2.1m×2.1m的大口径、高功率稳态均匀强磁兼容测试装备,提出了一种三线圈产生均匀磁场的结构,并进行了实验验证,各项性能指标均可满足ITER测试的需求,解决了大口径、正方体形状均匀磁场的设计问题,并从多物理场耦合分析进行了多角度设计,确保了设备性能优良且安全可靠,建成了世界上最大的均匀强磁兼容测试装备。在装备的研制过程中,完成了结构参数的优化设计。研究了两线圈、等边长和不等边长的三线圈、四线圈以及更多线圈结构的多种技术方案,比较分析确定了等边长三线圈结构作为最终方案,达到了空间、重量、功率损耗的最大优化。同时在分析两线圈结构和等边长三线圈结构的基础上,推导出了磁场均匀度和磁场强度与结构参数的计算公式,可以简化类似产品的设计;也开发了一套多参数优化的计算程序,以及线圈匝数取整的计算方法,可以在保持高磁场均匀度的前提下降低系统的尺寸、重量和功耗。在最终方案的基础上,研究了影响装备磁场性能的各类因素。先对线圈结构的导体截面、线圈间距、螺旋结构、线圈引线进行分析,研究影响程度以确定合理的结构尺寸;然后在较多安装偏移变量的前提下,选择合理的方法来确定设备线圈安装的允许可偏移量,对于实际安装具有指导意义;同时也研究了霍尔探针安装偏移对测量误差的影响,分析了设备产生的磁场与外部环境双向的影响情况。针对分析结果,搭建实验平台,通过一维霍尔探针阵列以及三维霍尔探针的测量,验证了结果的正确性。基于多物理耦合场的分析方法,通过电磁-温度-流体的耦合研究了由大电流带来的设备温升问题,以及使用电磁-结构的耦合计算了设备的结构受力情况。根据相关的分析结果,研究了一种水冷散热的方案,保证了设备发热状态下的安全稳定;同时设计一种系统固定方式,加强了设备的结构稳定,确保工作状态时能够可靠地运行。阐述了均匀强磁兼容测试装备的测量和采集系统。在磁场霍尔探测元件和温度探测元件的原理基础上,建立多点同步霍尔探针阵列系统,用于测试区域内部的磁场数据采集,可全面准确的表征出测试区域的磁场分布情况;同时为了保证测试元件的精度和测量的准确性,对霍尔探针进行校准分析及测试。