无工频变压器的电力电子牵引变压器具模块化的电路结构,其前级级联整流器现有的调制方法较复杂,应用难度高。本文以电力电子牵引变压器系统中的前级单相三电平H桥级联整流器部分为研究对象,针对其存在的直流侧电压不均衡问题,研究一种单相一维空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）均压算法及其均压边界。首先,本文分析了单相级联整流器的最小能量特性,即直流侧总电压确定后,若所有模块直流侧电压均衡,则系统的能量达到最小。通过结合单相级联整流器的最小能量特性与工作原理,推导得出了均压SVPWM算法的最优均压冗余矢量选择策略,并具体分析了该均压策略在单相两模块、三模块级联整流器中的实现策略,进而建立了单相一维均压SVPWM算法在单相多模块级联整流器中的统一实现策略。该均压SVPWM算法的统一实现策略仅需排序、少量的逻辑判断与加减运算既可,所以算法运算速度快,可扩展到任意模块数的级联整流器中。随后,根据所提的均压SVPWM算法的均压本质,利用向量分析法,定量计算了该算法的均压边界。具体得出了级联整流器应用均压SVPWM算法且稳定运行时,系统的空载模块数限制边界以及平衡度限制边界关于级联模块数、调制度、功率因数的理论关系。该理论关系为单相级联整流器的参数设计提供了较大的参考。最后,基于Matlab/Similink分别完成了两模块、三模块以及六模块单相级联整流器仿真验证。同时,设计了基于FPGA控制器的两模块与三模块单相级联变换器小功率实验平台,以及基于VerilogHDL的均压SVPWM算法程序。继而在两模块与三模块级联变换器小功率实验平台上,分别完成了均压SVPWM算法的逆变实验、整流实验、均压边界验证实验。仿真与实验结果均验证了本文所提均压SVPWM算法及其均压边界的正确性与有效性。