随着科学技术的发展，人们的科学探索已经由常规条件向极端条件拓展，这些极端条件包括强磁场、超低温、超高压和强激光等。在极端条件下，已经发现了许多常态下不能得到的新物态，新现象，新规律。其中强磁场更是为科学研究提供了特殊的环境，处在强磁场中的物质结构、物理性能和变化规律有异于常态，这为磁学与其它学科的研究拓展了新的空间。论文工作来源于合肥工业大学自制仪器设备项目——多绕组磁场发生器的研制，旨在为开展强磁场作用下材料磁性、生物磁效应、功能薄膜和半导体物理学的相关磁学研究提供强磁场环境。论文以多绕组磁场发生器的设计为主线，对电磁铁的设计方法展开分析，针对现有设计方法的不足，采用Maxwell有限元分析软件优化设计并制作了多绕组磁场发生器。首先利用电磁铁的初算公式确定多绕组磁场发生器的结构参数，并通过有限元仿真分析磁轭厚度、极面形状等参数对磁场的影响规律，对这些设计参数进行优化调整；然后基于Maxwell软件建立参数优化的多绕组磁场发生器三维模型，并对其性能进行仿真分析，得到多绕组磁场发生器磁感应强度分布、磁感应强度与工作气隙的关系以及磁感应强度与工作电流的关系等；最后按照设计方案加工制作了电磁铁，并在搭建的实验平台上对电磁铁进行测试，得到一系列的有效数据，通过分析对比实测与仿真数据，验证了设计方法的正确性，并在此基础上分析了误差产生的原因，为今后电磁铁设计提供了理论和实践借鉴。通过Maxwell有限元分析软件模拟仿真可以精确的直观得出不同情况下电磁场参数及其场分布状态，相比传统的复算验算设计方法，既能缩小设计的周期，又可降低设计成本，具有一定的应用参考价值。