平面电机是为了应对现代精密、超精密加工技术而提出的具有高速、高精密定位的平面驱动装置。相对于旋转电机而言，平面电机采用的是开路磁场，需要更大的功率来产生工作台运动所需推力，使得电机工作时产生更高的功耗，引起电机各部分及环境的温度显著升高，温升不仅造成电机的推力波动与定位不准，还会使电机的寿命与可靠性下降，因此，平面电机冷却系统设计对其正常工作的保证至关重要。本文以一种动圈式的永磁平面电机样机为研究对象，根据平面电机样机的结构特点和温升指标，分析了可用于平面电机冷却的散热方式，选择了间接液冷作为平面电机的冷却方法，并设计了两种不同结构的水冷散热器；运用热分析软件Icepak对散热器的散热效果进行了仿真计算，得到了电机动子线圈在不同工况下的温度分布和散热器的流场分布；然后设计实验测试系统并加工散热器来研究散热器的效率，对实验系统中水箱、调速泵及传感器的选型进行了设计，完成了一套散热器性能测试实验平台的搭建。以纯净水作为工质，对两种散热器的性能进行了实验测试，实验获得了散热器在不同工况下的流动特性与散热性能，对比分析了实验结果与仿真计算结果，两种结果保持了较好的吻合趋势。最后，采用MATLAB对散热器的流道尺寸进行了优化，并在结构上进行了改进，改进后的散热器提高了线圈表面温度的均匀性，电机线圈上表面最高温升降低为1.97℃，满足了平面电机线圈上表面温升不超过2℃的指标，同时还降低了散热器流道内的压力损失，为后续散热器的设计与优化工作提供了参考依据。