SVPWM 的理論基礎是平均值等效原理，即在一個開關週期內透過對基本電壓向量加以組合，使其平均值與給定電壓向量相等。
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在上圖的變頻電路中，設直流母線上的電壓為Udc，變頻器輸出的三相相電壓為UA、UB、UC，其分別施加在空間上互差120度的平面座標系上，定義這三個電壓空間向量為UA(t)、UB(t)、UC(t)，他們方向始終在各自的軸線上，而大小隨時間按正弦規律變化，時間相位上互差120度。假設Um為相電壓的有效值，f為電源頻率，則有：
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可見U(t)是一個旋轉的空間向量，它的振幅不變，為相電壓峰值，且以角頻率ω= 2πf按逆時針方向勻速旋轉的空間向量。而SVPWM演算法的目的就是使用三相橋的開關狀態把在空間中旋轉的U(t)向量表示出來。
由於逆變器三相橋臂共有6個開關管，為了研究各相上下橋臂不同開關組合 時逆變器輸出的空間電壓向量，特定義開關函數Sx(x=a、b、c) 為：
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(Sa、Sb、Sc)的全部可能組合共有八個，包括 6個非零向量Ul(001)、U2(010)、U3(011)、U4(100)、U5(101)、U6(110) 、和兩個零向量 U0(000)、U7(111)，下列以其中一種開關組合為例分析，假設Sx(x=a、b、c)=(100)，此時等效電路如圖：
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因此相電壓可以表示為：（相電壓是每相對於馬達中間連接點的電壓）
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同理可得，其他開關狀態三相的相電壓。另外線電壓是兩相之間的電壓差，如Uab=Ua-Ub。
如前面所說
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當開關Sa=1時，UA(t)=Udc；當開關Sb=1時，UB(t)=Udc；當開關Sc=1時，UC(t)=Udc。
因此上式可以寫成：
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可以看到Uout的模值不變，改變的只是相位。
開關狀態與線電壓、相電壓、Uout列在一起：
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把上面的8個電壓空間向量依照Uout的相位關係放在磁區圖中：
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上圖中，6個非零向量振幅相同，相鄰的向量間隔60度。兩個零向量幅值為零，位於中心。
三相電壓給定所合成的電壓向量旋轉角速度為ω=2πf則旋轉一週所需的時間為T=1/ f；若載波頻率為 fs ，則頻率比為 R=fs / f。這樣將電壓旋轉平面等切割成R個小增量，也就是設定電壓向量每次增量的角度是：γ=2π/ R。
現在假設需要輸出一個空間向量Uref，假設它在第I扇區，我們先把第I扇區單獨取出來，然後用和它相鄰的兩個電壓空間向量來表示它：
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得到以 U4、U6、U7 及 U0 合成的 Uref 的時間後，接下來就是如何產生實際的脈寬調變波形。在 SVPWM 調變方案中，零向量的選擇是最具靈活性的，適當選擇零向量，可最大限度地減少開關次數，盡可能避免在負載電流較大的時刻的開關動作，最大限度地減少開關損耗。因此，我們以減少開關次數為目標，將基本向量作用順序的分配原則選定為：在每次開關狀態轉換時，只改變其中一相的開關狀態。並且對零向量在時間上進行了平均分配，以使產生的 PWM 對稱，從而有效地降低 PWM 的諧波分量。可發現當 U4(100)切換至 U0(000)時，只需改變 A 相上下一對切換開關，若由 U4(100)切換至 U7(111)則需改變 B、C 相上下兩對切換開關，增加了一倍的切換損失。因此要改變電壓向量 U4(100)、U2(010)、U1(001)的大小，需配合零電壓向量 U0(000)，而要改變 U6(110)、U3(011)、U5(100)，需配合零電壓向量 U7(111)。這樣透過在不同區間內安排不同的開關切換順序， 就可以獲得對稱的輸出波形，其它各扇區的開關切換順序如表 2-2 所示。
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因此就可以利用 U4、U6、U7 及 U0 的順序和時間長短的搭配來表示出Uref了。
以第Ⅰ扇區為例，其所產生的三相波調製波形在一個載波週期時間Ts內如圖 2-11 所示，圖中電壓向量出現的先後順序為 U0、U4、U6、U7、U6 、U4、U0，各電壓向量的三相波形則與表 2-2 中的開關表示符號相對應。再下一個 載波週期Ts ，Uref 的角度增加一個γ，利用式（2-33）可以重新計算新的 T0、T4、T6 及 T7 值，得到新的類似圖 2-11 的合成三相波形；這樣每一個載波週期 TS 就會合成一個新的向量，隨著 θ 的逐漸增大，Uref 將依序進入第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ區。在電壓向量旋轉一週期後，就會產生 R 個合成向量。
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因此SVPWM會在每個載波週期進行一次計算。
透過以上 SVPWM 的法則推導分析可知要實現 SVPWM 訊號的即時調製， 首先需要知道參考電壓向量 Uref 所在的區間位置，然後利用所在磁區的相鄰兩電壓向量和適當的零向量來合成參考電壓向量。
控制系統需要輸出的向量電壓訊號 Uref，它以某一角頻率 ω 在空間逆時針旋轉，當旋轉到向量圖的某個 60°扇區中時，系統計算該區間所需的基本電壓空間向量，並以此向量所對應的狀態去驅動功率開關元件動作。當控制向量在空間旋轉 360°後，逆變器就能輸出一個週期的正弦波電壓。
