近年来,随着超高压远距离输电技术的发展以及电网中各种冲击性负荷的接入致使电网电压波动问题日趋严重,配电网中采用有载调压变压器是稳定电压最有效的方式之一。有载调压技术是通过改变分接头的位置实现调压,传统的机械式有载分接开关存在着切换速度慢、故障率高、切换过程易产生电弧等问题;新型电力电子型有载分接开关虽响应速度快,但其制造成本较高,输出电压谐波含量较高,影响电能质量。基于上述问题,本文提出一种磁控变压器的拓扑结构,该磁控变压器是由磁饱和电抗器与变压器串联构成,无机械传动装置,可以实现输出电压的无级平滑调节,具有调压无弧、电能质量高等优点。首先,本文详细分析了磁控变压器的基本结构、原理,着重研究了磁控变压器中磁饱和电抗器部分的电磁特性,对磁控变压器的谐波特性和控制特性进行了理论推导,为下一步的仿真分析奠定理论基础。其次,应用Ansys Maxwell软件搭建磁控变压器二维模型,通过Ansys Maxwell与Simplorer软件联合仿真分析其工作特性,并采用Matlab/Simulink软件对输出电压进行傅里叶谐波分析。仿真结果表明,磁控变压器可连续平滑调节输出电压,且响应速度快,承受负载短路能力强,电能质量高,与理论分析相符。最后,对磁控变压器电压控制策略进行研究,设计PI控制器实现输出电压控制功能,通过仿真验证控制器控制效果良好,满足实际应用要求。在此基础上设计了基于MSP430F149的完整控制系统,给出硬件电路和软件程序设计方法,为磁控变压器控制系统的设计提供参考。