虽然当代医学已相当发达,但人们对基因缺陷的相关疾病依然束手无策。针对基因缺陷疾病,目前科学家们提出的最有效的方法就是通过基因转染来进行相关治疗。其中利用外加磁场控制磁性粒子来进行基因转染的方法,即磁转染,为实现基因治疗提供了一条新的可尝试的路径。但是实现磁转染面临着诸多挑战,其中之一就是如何研制出可提高基因转染率以及安全可控的外加磁场发生装置。由于目前现有的适用于磁转染的旋转磁场发生装置少,且具有产生的磁场均匀度不够高以及电流磁场平均效率低的缺点。针对以上问题,本发明利用螺线管线圈设计简单、磁场强度和均匀度高的优势,以及两级电磁铁无磁路间耦合复杂性的优势,提出采用螺线管线圈和两极电磁铁组合的方式,设计一种结构设计简单,磁场强度、均匀度均较高的新型结构的旋转磁场发生装置。主要研究内容如下:本文阐述了旋转磁场的产生原理,并在此基础上提出采用螺线管线圈和两极电磁铁正交组合的方式,利用COMSOL对螺线管以及两级电磁铁所产生的磁场进行仿真,分析了螺线管以及两级电磁铁所产生的磁场均匀度以及电流磁场平均效率。进而建立磁性粒子在均匀场下的运动模型并分析其受力状况,针对其在旋转磁场下的运动特性进行了仿真分析,为后续磁转染实验中磁性粒子的运动行为研究以及磁转染效率受磁性粒子的机理研究奠定了研究基础。本文针对旋转磁场发生装置的主电路进行了建模,针对逆变主电路的三种输出滤波器的滤波性能进行了分析和对比。通过分析比较选取LCL滤波器作为滤波电路,针对LCL滤波器在谐振频率处存在幅值尖峰,容易引发系统谐振的问题,采取了无源阻尼的控制方法,并对电源逆变主电路进行了仿真分析,验证了系统的稳定性。在以上仿真设计分析的基础上,本文设计制作完成了旋转磁场发生装置,利用探测线圈的感应电压以及相位检测技术实现了磁场幅值以及负载电流相位差的闭环反馈控制。详细阐述了系统硬件电路的设计过程,以及软件部分的开发过程,并实现了人机交互式界面的设计。限于实验条件及工作展开,本文仅针对装置本身进行了实验测试,实验证明该装置可以产生磁场强度以及频率可调的旋转磁场,达到了设计指标,满足磁转染初步实验的需求。为后续进行相关的磁转染实验奠定了良好的实验基础。