音圈电机是一种结构特殊的电磁机构。根据其运动轨迹可分为直线式音圈电机和旋转式音圈电机。由于具有响应速度快、结构简单、体积小、无齿槽效应、定位精度高等特性，音圈电机在很多场合中得到越来越广泛的应用。在航空航天领域，当负载为有限转角旋转且对位置精度要求较高时，音圈电机已经代替传统的力矩电机成为这类工程应用中的主流产品。为了适应某些特殊领域微型轻量的要求，设计时音圈电机的动子只能在有限角度范围内转动。对于一些特殊的场合，要求旋转部分既能连续多圈旋转进行扫描，又能在确定目标范围内进行小范围精密控制，所以音圈电机的动子部分在旋转方向上不能有机械限制。现有的音圈电机结构都不能满足这个要求，而且目前的产品中都不能实现这个功能。本文研制了一种特殊结构的盘式绕组旋转式音圈电机。首先介绍了盘式绕组旋转式音圈电机的原理，对其结构的特殊性进行了分析。给出了此类电机在结构设计时的结构参数约束条件，推导了电机空载时的等效磁路。通过有限元软件进行了模型仿真与性能计算，给出了不同结构参数对电机综合性能的影响。剖析了音圈电机中：电枢反应引起气隙磁密畸变致使电机出力不均匀这一共性问题。给出了不同定子底座材料时的气隙磁密、最大力矩和重量的计算结果对比，给出不同场合下选用不同定子底座材料的依据。当前国内外对音圈电机中的损耗、温度场计算、热应力及其热变形分析较少。本文分析了盘式绕组旋转式音圈电机在扫描工况下的电机损耗问题，包括定子铁心损耗、永磁体涡流损耗、盘式绕组铜耗。指出了电机温升的主要来源，根据温度场常用的热源载荷对音圈电机的温度场进行计算，并与热应力进行耦合，分析了机构的热应力和热变形情况，指出在精密配合处的材料选取原则。由于本文研制的音圈电机工况特殊，文章最后对音圈电机进行了结构的优化。通过S-N曲线方法对优化结构进行了音圈电机的强度校核，分析了机构的疲劳寿命，给出了机构的极限屈服强度。最后对研制的样机进行了包括电气时间常数、气隙磁密、力矩系数等方面的实验。结果表明本文研制的音圈电机满足设计要求。