空间矢量调制（SVM）是目前三相电压型逆变器广泛应用的一种脉冲调制方法，具有物理概念清晰、容易数字化实现等优点。三相电压型逆变器的电路结构如图3-3所示。为方便起见，用S_i（i=a，b，c）表示三相桥臂的开关状态，当S_i=1时表示第i相桥臂的上开关管导通，当S_i=0时表示第i相桥臂的下开关管导通，一共有2×2×2=8种组合，从而得到8个基本电压矢量。这8个电压矢量分别是u₀（000）、u₁（100）、u₂（110）、u₃（010）、u₄（011）、u₅（001）、u₆（101）和u₇（111），如图3-3所示。其中，u₀（000）和u₇（111）对应两个零电压矢量。

图3-3 两电平三相电压型逆变器开关状态等效电路

根据空间矢量定义可以得到电压型逆变器负载侧的电压空间矢量为

把式（3-1）代入式（3-7），可得

也就是说，逆变器负载侧的输出电压矢量与逆变器侧的输出电压矢量等效。根据式（3-8）可得8个电压矢量在复平面中的分布如图3-4所示，其中6个非零电压矢量的幅值为2U_dc/3。

图3-4中只有7个不同的电压矢量（6个非零矢量和2个零矢量）。假设三相逆变器期望输出三相正弦电压，即

式中 E——相电压基波幅值，角频率ω=2πf；

f——基波电压频率。

由空间矢量定义可以得到其对应的电压空间矢量为u^s_ref=E·e^jωt，即一个幅值为E，在复平面空间以ω频率逆时针连续旋转的空间矢量。

图3-4 两电平三相电压型逆变器的输出电压空间矢量

为了合成该连续旋转的电压空间矢量，SVPWM的基本原理就是在逆变器已有的8个基本电压矢量中选择两个相邻的电压矢量和一个零矢量来合成一个与之等效的空间矢量，矢量选择和矢量作用时间基于伏秒平衡的原则得到。下面进行具体阐述。(www.daowen.com)

假设参考电压矢量落在第一扇区（0＜ωt＜60°），则应该选择u₁、u₂和u₀三个电压矢量来合成，即选择包含该电压矢量的最近三角形的顶点电压矢量。假设控制周期为T，u₁、u₂和u₀的各自作用时间为t₁、t₂和t₀，则根据伏秒平衡可以得到如下方程：

求解方程（3-10），可得u₁、u₂和u₀的各自作用时间为

式中m=3E/U_dc——线电压峰值与直流母线电压之比（0≤m≤1）。

图3-5 第一扇区的两电平SVPWM输出波形

根据式（3-11）可以得到各个矢量的作用时间，但并没有规定在一个控制周期T内u₁、u₂和u₀各自的作用次序。常见的做法是采用7段式输出，即u₀（000）分布在两端，u₇（111）作用在控制周期中间，两个非零矢量则分布在u₀和u₇之间。具体到第一个扇区，矢量作用次序为u₀（000）-u₁（100）-u₂（110）-u₇（111）-u₂（110）-u₁（100）-u₀（000），其对应的具体开关管驱动脉冲如图3-5所示。类似的，可以得到在其他扇区时的矢量选择、矢量时间和矢量次序。

研究表明，SVPWM本质上可以看作在调制波中注入零序分量的载波PWM。两电平SVPWM的等效调制波的解析表达式如式（3-12）所示：

式中 ，

当k=1/2时就是通常所说的7段式SVPWM。图3-6给出了在不同调制比下的两电平SVPWM的等效调制波，其中U_cm是调制波，U₁是相应的基波，U_z是注入的零序分量。在更多电平时的SVPWM和载波PWM仍然有本质的联系，具体介绍见3.3.3节。

图3-6 两电平SVPWM在不同调制比下的等效调制波