作为一种新型动态无功补偿装置,磁阀式可控电抗器(Magnetic valve Controllable Reactor-MCR)以其制造工艺简单、成本低廉、可靠性高等优点,在无功补偿领域受到越来越多的关注。但MCR响应速度较慢的问题限制了它在许多场合的应用,针对此问题,本文对快速响应磁阀式可控电抗器进行了研究。本文简单介绍了磁阀式可控电抗器的结构和原理,通过对其磁路的简化等效,推导了其数学模型,列写了其5种不同工作状态下的电磁方程。采用铁芯小斜率磁化曲线模型和结合MCR的电磁方程,分析了其响应特性,得出了MCR调节时间的估算式,从而引出磁阀式可控电抗器存在响应速度慢的问题。在无功补偿领域,许多场合都希望装置具有响应速度快的特性,为此本文设计了一个以励磁电容为核心的快速响应电路,其拓扑结构包括快速励磁支路、自耦励磁支路和快速去磁支路。阐述了此快速响应MCR的工作原理和快速响应电路中可控开关的控制方案。本文重点研究了快速响应MCR设计方法,通过参考变压器的设计理论,得到了MCR本体设计流程方案,确定了铁芯、绕组、磁阀及抽头比、损耗等电磁计算公式。针对电磁计算较为繁琐,开发了GUI输出界面辅助计算软件,并运用软件得到了电压等级为10kV,容量为300kVA的快速响应MCR电磁计算结果。开发了以TMS320F2812为主控芯片的快速响应MCR控制器,并详细介绍了硬件结构和软件流程图,包括电压电流调理电路、同步电压电路、晶闸管驱动电路、IGBT触发电路、主程序和中断服务程序。励磁电容的放电时间根据检测其两端电压是否为零为依据,由控制器开出量对可控开关进行控制。在此基础上,基于MATLAB仿真平台对MCR常规励磁和快速励磁进行了仿真模型搭建,对比两种励磁方式下工作电流和控制电流的响应特性仿真曲线,结果表明快速励磁下MCR响应速度明显得到提高。最后搭建了物理实验平台,进行了样机试验,测试了其控制特性和响应特性,实验结果验证了整套快速响应MCR设计的可行性与正确性。