随着我国现代工业的迅速发展,超高压跨区域的远距离输电技术与电力电子技术的迅速发展和应用以及电网中各种冲击性负荷的不断接入导致电网中的无功功率平衡问题日益严重。磁控电抗器(MCR)作为一种无功补偿装置,能够连续平滑调节无功功率,同时具有可靠性高、制造工艺简单等优点,能够补偿电力系统中的无功功率,抑制线路过电压,确保电力系统的安全稳定运行。在传统磁控电抗器的基础上,本文设计了一种新型磁控电抗器,该磁控电抗器采用磁阀式可控电抗器与不饱和铁芯电抗器线圈串联技术,中间柱不饱和铁芯上流过的交流磁通为两个边柱铁芯交流磁通之和,磁阀式可控电抗器的直流磁通不流过中间柱铁芯。该结构可以大大减小磁阀式电抗器的线圈匝数,从而减小磁控电抗器的功率损耗,减少发热。本文主要对新型磁控电抗器的工作特性、响应特性、谐波特性以及电磁特性进行分析研究。本文详细分析了新型磁控电抗器的本体结构以及工作原理,对新型磁控电抗器的电磁特性、谐波特性以及工作状态的转换条件进行了详细的理论推导。在有限元电磁分析软件Ansys Maxwell中建立了新型磁控电抗器的二维仿真模型,采用场路耦合多物理域联合仿真的方法实现Maxwell与Simplorer的联合仿真,改变控制绕组中晶闸管触发角的大小,得到不同工作状态下工作绕组的输出电流,进一步研究晶闸管触发角与工作电流之间的关系,该实验表明新型磁控电抗器能够连续平滑调节输出的无功电流,且响应速度快。然后在Matlab实验平台上对新型磁控电抗器的工作输出电流进行傅里叶谐波分析,实验结果表明在新型磁控电抗器的工作输出电流中,主要是三次谐波与五次谐波,偶次谐波及高次谐波含量较少。在Ansys Maxwell软件中对新型磁控电抗器进行电磁仿真,实验结果表明,新型磁控电抗器在正常工作时,只有小截面积段铁芯结构即“磁阀”处于饱和非线性状态,而其余铁芯部分均处于未饱和线性状态。最终通过磁场特性仿真实验证明了新型磁控电抗器设计的合理性与正确性。