动磁式换能器作为一种能够实现超低频发射的新型水声换能器,其应用前景十分广泛,但是动磁式换能器的分析方法还不完善。本论文提出一种新结构的动磁式换能器,其结合了圆筒型动磁式换能器与平板型动磁式换能器的结构特点,在维持导磁铁芯体积不变的情况下,使换能器驱动电磁力增大一倍,达到增大换能器发射功率的目的。同时,对动磁式换能器的分析方法进行研究,给出了动磁式换能器理论推导和有限元方法的分析过程和优化设计。最后制作实验样机测试验证。通过磁路分析对动磁式换能器磁场进行研究,给出了磁链、电磁力、电感、反电势等参数的表达式,建立了动磁式换能器机电转换效应的数学模型。通过机-声-电等效原理构建了动磁式换能器的等效电路,并给出了动磁式换能器电学特性与声学特性。基于等效电路方法,对动磁式换能器进行优化设计。使用有限元软件建立动磁式换能器的磁场有限元模型和声场有限元模型。通过磁场有限元模型优化了导磁铁芯的结构,并对电磁力进行了精确地求解与优化,验证了理论设计中电磁力表达式的正确性;通过声场有限元模型求解了动磁式换能器的声源级曲线,分析了活塞辐射器的模态,避免引入活塞辐射器的弯曲谐振,并对活塞辐射器进行优化设计。同时,为了维持换能器运行过程中的安全性,综合两个有限元模型对比分析了导磁铁芯对永磁铁阵列的静态吸附力和谐振弹簧系统提供的静态回复力,通过换能器的振动模态分析确保对换能器有破坏作用的模态处于工作频段之外。根据优化结果制作动磁式超低频换能器样机,样机最大直径为310mm,最大高度318.6mm,质量达30kg。样机空气中测试结果显示样机系统刚度为350N/mm,系统阻尼为111.99N·s/m,根据测试结果对仿真参数进行修正。样机在水中测试结果显示其谐振频率为42Hz,最大声源级达166.58dB,远离谐振频率处声源级约为150dB,并将水中测试结果与修正后的仿真结果对比分析。