电力变换装置、相电流检测装置以及相电流检测方法与流程

所公开的实施方式涉及电力变换装置、相电流检测装置以及相电流检测方法。

背景技术：

以往，已知有如下技术：在具有电力变换部的电力变换装置中，检测电力变换部的直流侧电流，且基于所检测出的直流侧电流来检测3相的相电流，其中电力变换部进行直流电与3相交流电之间的电力变换(例如参照专利文献1)。

该电力变换装置基于在从电力变换部分别输出不同的多个电压矢量的多个时机(timing)检测出的电力变换部的直流侧电流，检测3相的相电流中的2相的相电流，且根据该2相的相电流来检测剩余的1相的相电流。

在载波信号的每个周期中，在关于载波信号的顶点对称的2个时机分别检测2相的相电流，运算出在这2个时机检测出的电流的平均值，由此检测相电流。

专利文献1：日本特开2010－088260号公报

然而，在以往的技术中，为了检测2相的相电流而在载波信号的每一个周期中进行合计4次的电流检测，因此对用于检测相电流的处理造成了负担。

技术实现要素：

实施方式的一个方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够减轻对用于检测相电流的处理施加的负荷的电力变换装置、相电流检测装置以及相电流检测方法。

实施方式中的一个方式的电力变换装置具备电力变换部、开关控制部、直流侧电流检测部和相电流检测部。所述电力变换部具有多个开关元件，进行直流电与3相交流电之间的电力变换。所述开关控制部控制所述多个开关元件，使得从所述电力变换部输出的多种电压矢量的输出顺序在载波周期的前半程和后半程中相反。所述直流侧电流检测部检测所述电力变换部的直流侧电流。所述相电流检测部基于在所述载波周期的输出所述多种电压矢量中的同一种电压矢量的前半程的时机和后半程的时机中的任意一个时机由所述直流侧电流检测部检测出的所述直流侧电流，检测3相的相电流中的1相的相电流。所述相电流检测部具备时机切换部，所述时机切换部将作为所述一个时机的时机交替地切换为所述前半程的时机和所述后半程的时机。

根据实施方式中的一个方式，可提供能够减轻对用于检测相电流的处理施加的负荷的电力变换装置、相电流检测装置以及相电流检测方法。

附图说明

图1是示出实施方式的电力变换装置的结构例的图。

图2是示出基本电压矢量、PWM信号以及检测电流之间的关系的图。

图3是示出PWM信号的状态、U相电流的状态以及U相电流的平均值的状态的一例的图。

图4是示出图1所示的控制部的结构例的图。

图5是示出电压指令矢量的相位、区域以及基本电压矢量之间的关系的图。

图6是示出电压指令矢量的相位、区域以及基本电压矢量之间的关系的图。

图7是示出区域与电压矢量模式之间的关系的图。

图8是示出区域、判定条件以及运算式之间的关系的图。

图9是示出时机切换部所具有的切换系数表的图。

图10是示出相电流检测部取得母线电流的时机的一例的图。

图11是示出由控制部进行的处理流程的流程图。

图12是示出图11所示的步骤S12、S13的一例的图。

标号说明

1：电力变换装置；2：直流电源；3：电动机；10：电力变换部；11：电容器；12：开关部；13：母线电流检测部；15、15a、15b：直流母线；20：控制部；31：相电流检测部；32：指令生成部；33：PWM控制部；40：区域判定部；41：时机切换部；42：时机判定部；43：取得部；44：U相电流检测部；45：V相电流检测部；46：W相电流检测部；51：相加部；52：积分部；54：旋转坐标变换部；55：电流指令输出部；56：电流控制部；57：旋转坐标变换部。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本申请所公开的电力变换装置、相电流检测装置以及相电流检测方法的实施方式。此外，本发明不限定于以下所示的实施方式。

[1.电力变换装置]

图1是示出实施方式的电力变换装置1的结构例的图。图1所示的电力变换装置1被配置在直流电源2与电动机3之间。该电力变换装置1具备电力变换部10和控制部20。

电力变换部10具备电容器11、开关部12和母线电流检测部13(直流侧电流检测部的一例)，且将从直流电源2供给的直流电变换成3相交流电而输出到电动机3。电容器11与直流电源2并联地连接。该电容器11是连接于直流母线15a、15b(以下有时记为直流母线15)之间的电容器，也被称作主电路电容器。

开关部12例如是三相桥接电路，如图1所示，具有多个开关元件Swup、Swun、Swvp、Swvn、Swwp、Swwn(以下有时记为开关元件Sw)。由控制部20对这多个开关元件Sw进行接通/断开(ON/OFF)控制，由此，从直流电源2供给的直流电被变换成3相交流电而输出到电动机3。由此，控制电动机3。此外，电力变换装置1也可以不是向电动机3而是向电力系统输出3相交流电。

开关元件Sw例如是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件。另外，开关元件Sw也可以是下一代半导体开关元件SiC、GaN。此外，以下有时将开关元件Swup、Swvp、Swwp称作上臂、将开关元件Swun、Swvn、Swwn称作下臂。

母线电流检测部13检测流过直流母线15的电流。该母线电流检测部13检测流过直流母线15的电流的瞬时值i_dc(以下记为母线电流i_dc)。母线电流检测部13例如具有分流电阻，基于该分流电阻的两端电压，检测母线电流i_dc。

此外，母线电流检测部13也可以是取代分流电阻而使用作为磁电变换元件的霍尔元件或电流互感器来检测母线电流i_dc的结构。另外，母线电流检测部13只要能够检测流过直流母线15的电流等电力变换部10的直流侧电流即可，不限定于图1所示的配置。

控制部20具备相电流检测部31、指令生成部32和PWM控制部33(开关控制部的一例)。该控制部20例如包含具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、输入输出端口等的微型计算机及各种电路。

该微型计算机的CPU通过读出并执行ROM中存储的程序，来实现相电流检测部31、指令生成部32以及PWM控制部33的功能。另外，相电流检测部31、指令生成部32以及PWM控制部33各自的一部或全部例如可以由ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)或FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等硬件构成。

相电流检测部31基于由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc(直流侧电流的一例)，检测流过电力变换部10与电动机3的U相、V相、W相的各相之间的相电流的瞬时值i_u、i_v、i_w(以下记为相电流i_u、i_v、i_w)。相电流i_u(以下记为U相电流i_u)是U相电流的检测值，相电流i_v(以下记为V相电流i_v)是V相电流的检测值，相电流i_w(以下记为W相电流i_w)是W相电流的检测值。

指令生成部32基于相电流i_u、i_v、i_w，生成电压指令矢量v_αβ^*，例如使得相电流i_u、i_v、i_w成为目标电流。电压指令矢量v_αβ^*例如包含固定坐标上的正交的2轴的作为αβ成分的α轴电压指令v_α^*和β轴电压指令v_β^*。

PWM控制部33基于电压指令矢量v_αβ^*，生成PWM信号S，该PWM信号S控制多个开关元件Sw，使得从电力变换部10输出的多种基本电压矢量的输出顺序在载波周期的前半程和后半程中相反。PWM信号S包含PWM信号Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn。

图2是示出基本电压矢量、PWM信号Sup、Svp、Swp以及检测电流之间的关系的图。此外，例如分别反转PWM信号Sup、Svp、Swp来生成PWM信号Sun、Svn、Swn。

如图2所示，例如在PWM信号Sup为激活电平(例如高电平)且PWM信号Svp、Swp为非激活(例如低电平)的情况下，从电力变换部10输出基本电压矢量V₁。

在输出基本电压矢量V₁的状态下由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc与相电流i_u一致。因而，相电流检测部31取得在输出基本电压矢量V₁的时机由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，由此能够检测相电流i_u。

另外，例如PWM信号Sup、Svp为激活电平(例如高电平)、PWM信号Swp为非激活(例如低电平)的情况下，从电力变换部10输出基本电压矢量V₃。

在输出基本电压矢量V₃的状态下由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc与相电流i_w的反转值一致。因而，相电流检测部31取得在输出基本电压矢量V₃的时机由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，且反转该母线电流i_dc，由此能够检测相电流i_w。

图3是示出从电力变换部10按照V₀→V₁→V₃→V₃→V₁→V₀的顺序输出基本电压矢量的情况下的PWM信号Sup、Svp、Swp的状态、U相电流i_u的状态以及U相电流i_u的平均值i_{u_ave}(以下有时记为U相平均电流i_{u_ave})的状态的图。此外，以下将图3所示的“TA”设为载波周期T的前半程且将图3所示的“TB”设为载波周期T的后半程而进行说明，但也可以将“TA”设为载波周期T的后半程且将“TB”设为载波周期T的前半程。

如图3所示，从电力变换部10以多种基本电压矢量V₀、V₁、V₃的输出顺序在载波周期的前半程TA和后半程TB中相反的方式，输出多种基本电压矢量V₀、V₁、V₃。

因而，例如在1个载波周期T的前半程的时机(以下记为前半程时机Ta)和后半程的时机(以下记为后半程时机Tb)输出基本电压矢量V₁。此外，在图3所示的例子中，前半程时机Ta例如是从时刻t2至时刻t3的期间、从时刻t7至时刻t8的期间，后半程时机Tb例如是从时刻t4至时刻t5的期间、从时刻t9至时刻t10的期间。

相电流检测部31将输出同一种电压矢量的前半程时机Ta和后半程时机Tb中的的任意一个时机设为检测时机Td，根据在该检测时机Td由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测相电流i_u。由此，与将前半程时机Ta和后半程时机Tb均作为检测时机Td的情况相比，相电流检测部31能够减轻对用于检测相电流的处理施加的负荷。

但是，如图3所示，因载波纹波(carrier ripple)的影响，在前半程时机Ta检测出的U相电流i_u低于U相平均电流i_{u_ave}。并且，因载波纹波的影响，在后半程时机Tb检测出的U相电流i_u高于U相平均电流i_{u_ave}。这样，在前半程时机Ta及后半程时机Tb中的任意时机检测出的U相电流i_u均相对于U相平均电流i_{u_ave}存在误差。

因此，相电流检测部31具备时机切换部41，例如图3所示，利用该时机切换部41按照每个载波周期T，将检测时机Td交替地切换为前半程时机Ta和后半程时机Tb。由此，在多个载波周期T的期间检测出的多个U相电流i_u的平均值与U相平均电流i_{u_ave}大致一致，因此能够高精度地检测U相电流i_u。

这样，相电流检测部31在1个载波周期内将前半程时机Ta和后半程时机Tb中的任意一个时机设为检测时机Td，由此能够减轻处理负荷。另外，相电流检测部31例如按照每个载波周期T将检测时机Td交替地切换为前半程时机Ta和后半程时机Tb，由此能够高精度地检测相电流。

[2.控制部20]

图4是示出图1所示的控制部20的结构例的图。如上所述，控制部20具备相电流检测部31、指令生成部32以及PWM控制部33。以下，按照指令生成部32、PWM控制部33、相电流检测部31的顺序来说明相电流检测部31、指令生成部32以及PWM控制部33的结构例。

[2.1.指令生成部32]

如图4所示，指令生成部32具备相加部51、积分部52、3相2相变换部53、旋转坐标变换部54、电流指令输出部55、电流控制部56和旋转坐标变换部57。

相加部51将频率指令f^*与差频f_slip相加。积分部52对相加部51的相加结果进行积分来求出相位θ。此外，相位θ也可以使用其他公知的方法来求出，检测相位θ的结构不限定于图4所示的结构。

3相2相变换部53通过公知的3相2相变换，根据相电流i_u、i_v、i_w，求出固定坐标上的正交的2轴的作为α轴成分的α轴电流i_α和作为β轴成分的β轴电流i_β。旋转坐标变换部54通过公知的αβ/dq变换，基于相位θ，将作为αβ轴坐标系的成分的α轴电流i_α和β轴电流i_β变换成作为旋转坐标系的dq轴坐标系的作为d轴成分的d轴电流i_d和作为q轴成分的q轴电流i_q。

电流指令输出部55输出d轴电流指令i_d^*和q轴电流指令i_q^*。电流控制部56以使d轴电流指令i_d^*与d轴电流i_d之间的偏差成为零的方式进行PI(比例积分)控制，来生成d轴电压指令v_d^*。另外，电流控制部56以使q轴电流指令i_q^*与q轴电流i_q之间的偏差成为零的方式进行PI控制，来生成q轴电压指令v_q^*。

旋转坐标变换部57通过公知的dq/αβ变换，对作为dq轴坐标系的成分的d轴电压指令v_d^*及q轴电压指令v_q^*进行坐标变换而变换成作为αβ轴坐标系的成分的电压指令矢量v_αβ^*。此外，指令生成部32不限定于图4所示的结构，例如只要是生成电压指令矢量v_αβ^*的结构即可。

[2.2.PWM控制部33]

PWM控制部33对设置于电力变换部10中的多个开关元件Sw进行控制，使得从电力变换部10输出的多种电压矢量的输出顺序在载波周期T的前半程和后半程中相反。

PWM控制部33例如运算出从电力变换部10输出与电压指令矢量v_αβ^*对应的多个基本电压矢量V_x、V_y(电压矢量的一例)的输出时间比率ζ_x、ζ_y。图5及图6是示出电压指令矢量v_αβ^*的相位θv、区域1～6以及基本电压矢量V₁～V₇之间的关系的图。

基本电压矢量是能够通过设置于电力变换部中的开关元件的接通/断开的组合而从电力变换部输出的电压矢量。能够从图1所示的电力变换部10输出的基本电压矢量是与6个开关元件Sw的接通/断开的8种组合对应的8种电压矢量V₀～V₇。

基本电压矢量V₀～V₇包含2种作为零电压矢量的基本电压矢量V₀、V₇和6种作为有效电压矢量的基本电压矢量V₁～V₆。此外，在后述的例子中，作为零电压矢量使用了1个基本电压矢量V₀，但也可以在基本电压矢量V₀的基础上或者取而代之，而使用基本电压矢量V₇。

PWM控制部33运算出与包含电压指令矢量v_αβ^*的区域对应的多个基本电压矢量V_x、V_y的输出时间比率ζ_x、ζ_y。PWM控制部33例如将隔着电压指令矢量v_αβ^*的具有60度相位差的2种基本电压矢量V_x、V_y所夹着的区域判定为存在电压指令矢量v_αβ^*的区域。

PWM控制部33例如可基于电压指令矢量v_αβ^*的相位θv(＝atan(v_β^*/v_α^*))，判定包含电压指令矢量v_αβ^*的区域，但也可以通过其他方法(例如后述的方法)来判定包含电压指令矢量v_αβ^*的区域。

PWM控制部33例如在0≤θv＜60的情况下，如图6所示，将基本电压矢量V₁、V₃设为基本电压矢量V_x、V_y且将基本电压矢量V₁、V₃的输出时间比率ζ₁、ζ₃设为输出时间比率ζ_x、ζ_y而进行运算。另外，PWM控制部33运算出输出时间比率ζ₀(＝Tc－ζ_x－ζ_y)。

PWM控制部33生成PWM信号S，该PWM信号S控制电力变换部10，以使得按照每个载波周期T以与输出时间比率ζ_x、ζ_y、ζ₀相应的时间T_x(＝ζ_x×T)、时间T_y(＝ζ_y×T)、T₀(＝ζ₀×T)输出基本电压矢量V_x、V_y、V₀。

图7是示出区域1～6与电压矢量模式之间的关系的图。如图7所示，PWM控制部33例如在0≤θv＜60的情况下，生成如下这样的PWM信号S，该PWM信号S控制电力变换部10，使得按照V₀→V₁→V₃→V₃→V₁→V₀的顺序输出基本电压矢量。

另外，PWM控制部33例如在60≤θv＜120的情况下，生成如下这样的PWM信号S，该PWM信号S控制电力变换部10，以使得按照V₀→V₂→V₃→V₃→V₂→V₀的顺序输出基本电压矢量。

需要说明的是，PWM控制部33不限定于如上所述地通过空间矢量法来生成PWM信号S。例如，PWM控制部33也可以是如下结构：通过对载波信号与3相电压指令v_u^*、v_v^*、v_w^*进行比较，来生成PWM信号S，使得按照图7所示的电压矢量模式来输出基本电压矢量。在该情况下，PWM控制部33例如根据电压指令矢量v_αβ^*(或d轴电压指令v_d^*及q轴电压指令v_q^*)求出3相电压指令v_u^*、v_v^*、v_w^*，与载波信号进行比较。

另外，如图2所示，输出基本电压矢量V₁、V₂、V₄的情况下的母线电流i_dc是正极性的相电流i_u、i_v、i_w，以下为了方便而有时将基本电压矢量V₁、V₂、V₄称作正极性基本电压矢量。另外，输出基本电压矢量V₃、V₅、V₆的情况下的母线电流i_dc是负极性的相电流i_u、i_v、i_w，以下为了方便而有时将基本电压矢量V₃、V₅、V₆称作负极性基本电压矢量。

[2.3.相电流检测部31]

如图4所示，相电流检测部31具备区域判定部40、时机切换部41、时机判定部42、取得部43、U相电流检测部44、V相电流检测部45和W相电流检测部46。

区域判定部40检测包含电压指令矢量v_αβ^*的区域存在于区域1～6(参照图5、图6)中的哪个区域。例如，区域判定部40求出电压指令矢量v_αβ^*的相位θv，基于该相位θv，判定包含电压指令矢量v_αβ^*的区域AR。

此外，区域判定部40也可以通过除了相位θv以外的方法来判定包含电压指令矢量v_αβ^*的区域AR。例如，区域判定部40可基于图8所示的判定条件，判定包含电压指令矢量v_αβ^**的区域AR。图8是示出区域、判定条件以及运算式之间的关系的图。此外，图8所示的“v_αβ^**”例如是

区域判定部40在电压指令矢量v_αβ^*是图6所示的状态(0≤θv＜60)的情况下，将隔着电压指令矢量v_αβ^*的具有60度相位差的2种基本电压矢量V₁、V₃所夹着的区域1判定为包含电压指令矢量v_αβ^*的区域AR。

另外，区域判定部40在电压指令矢量v_αβ^*存在于区域3的情况下，如图6所示，将隔着电压指令矢量v_αβ^*的具有60度相位差的2种基本电压矢量V₂、V₆所夹着的区域3判定为包含电压指令矢量v_αβ^*的区域AR。

返回图4，继续说明相电流检测部31。相电流检测部31的时机切换部41对载波周期T的前半程时机Ta及后半程时机Tb中的成为检测时机Td的时机进行切换。该时机切换部41例如通过变更用于切换检测时机Td的时机系数Ks来切换检测时机Td。

以下，在Ks＝1的情况下将前半程时机Ta设为检测时机Td、在Ks＝－1的情况下将后半程时机Tb设为检测时机Td而进行说明，但不限定于此例。

时机切换部41例如能够以载波周期T的n倍(n为自然数)的周期来变更时机系数Ks。例如，在以载波周期T的2倍的周期来变更时机系数Ks的情况下，时机切换部41以Ks＝1、Ks＝1、Ks＝－1、Ks＝－1、Ks＝1、…这样的方式按照每个载波周期T设定时机系数Ks

另外，在按照载波周期T来变更时机系数Ks的情况下，时机切换部41以Ks＝1、Ks＝－1、Ks＝1、Ks＝－1、…这样的方式按照每个载波周期T设定时机系数Ks。

但是有时，在上次的载波周期T中电压指令矢量v_αβ^*所存在的区域(以下记为上次区域)与在本次的载波周期T中电压指令矢量v_αβ^*所存在的区域(以下记为本次区域)不一致。因此，相电流检测部31基于上次区域与本次区域之间的关系，决定用于设定时机系数Ks的切换系数K。

图9是示出时机切换部41所具有的切换系数表的图。如图9所示，时机切换部41可基于切换系数表而根据上次区域是哪个区域且本次区域是哪个区域来决定时机系数Ks是“1”还是“－1”。

时机切换部41取得由区域判定部40判定的上次的区域AR(以下记为上次区域AR₀)的信息和本次的区域AR(以下记为本次区域AR₁)的信息。时机切换部41基于上次区域AR₀、本次区域AR₁和切换系数表来运算Ks＝K×Ksz，由此能够设定本次的时机系数Ks。此外，“Ksz”是上次的时机系数Ks。

例如，时机切换部41在上次区域AR₀与本次区域AR₁相同的情况下，设为K＝－1。由此，在电压指令矢量v_αβ^*所存在的区域未变更的情况下，按照每个载波周期T变更时机系数Ks，在上次区域AR₀和本次区域AR₁中改变检测时机Td。

此外，在按照载波周期T的每n倍(n为自然数)的周期来设定时机系数Ks的情况下，如果电压指令矢量v_αβ^*所存在的区域未变更，则可以每隔载波周期T的n倍的周期参照切换系数表而设为K＝－1，除此以外设为K＝1。

另外，时机切换部41例如在上次区域AR₀是“1”且本次区域AR₁是“2”的情况下，设为K＝1。在该情况下，时机系数Ks在上次区域AR₀和本次区域AR₁中相同，在载波周期T中的上次区域AR₀和本次区域AR₁中检测时机Td相同。

另一方面，时机切换部41例如在上次区域AR₀是“2”且本次区域AR₁是“3”的情况下，设为K＝－1。在该情况下，时机系数Ks在上次区域AR₀和本次区域AR₁中不同。因此，在载波周期T中的上次区域AR₀和本次区域AR₁中检测时机不同。

这样，在切换了基于电压指令矢量v_αβ^*决定的区域的情况下，相电流检测部31可基于切换前后的区域的关系，停止区域的切换前后的时机Td的切换。

时机判定部42从PWM控制部33取得PWM控制部33输出基本电压矢量的时机，将取得部43取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc的时机决定为检测时机Td中的取得时机Tg。

取得部43例如是A/D转换器，在由时机判定部42决定的取得时机Tg取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc。例如，在从母线电流检测部13输出的母线电流i_dc是模拟信号的情况下，取得部43在由时机判定部42决定的取得时机Tg取得从母线电流检测部13输出的母线电流i_dc，并作为数字信号(数值)来取得。

此外，以下，在从电力变换部10输出正极性基本电压矢量的情况下，将由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc记为第1母线电流i_dc1。另外，在从电力变换部10输出负极性基本电压矢量的情况下，将由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc记为第2母线电流i_dc2。

图10是示出相电流检测部31取得母线电流i_dc的取得时机Tg的一例的图。在图10所示的例子中，示出了在电压指令矢量v_αβ^*存在于区域1且按照V₀→V₁→V₃→V₁→V₀的顺序输出基本电压矢量的状态下母线电流i_dc的取得时机Tg的一例。

如图10所示，相电流检测部31在输出2个基本电压矢量V₁、V₃的时机取得母线电流i_dc。时机判定部42基于时机切换部41所设定的时机系数Ks，将从电力变换部10输出基本电压矢量V₁的前半程时机Ta和后半程时机Tb中的任意一个时机判定为检测时机Td。

例如，时机判定部42在时机系数Ks是“1”的情况下选择前半程时机Ta，在时机系数Ks是“－1”的情况下将后半程时机Tb判定为检测时机Td。时机判定部42将检测时机Td中的输出基本电压矢量的期间的中央时机决定为取得时机Tg(以下记为第1取得时机Tg1)。

在图10所示的例子中，时机判定部42例如将输出基本电压矢量V₁的检测时机Td(例如时刻t11～t13、t25～t27、t31～t33)中的中央时机(例如时刻t12、t26、t32)决定为第1取得时机Tg1。而且，时机判定部42在所决定的第1取得时机Tg1取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc作为第1母线电流i_dc1。

在此，“输出基本电压矢量的期间”例如是考虑到接通延迟(on delay)校正的实际输出基本电压矢量的期间，由此能够提高相电流的检测精度。

另外，相电流检测部31例如在从电力变换部10输出基本电压矢量V₃的状态下取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc作为第2母线电流i_dc2。

基本电压矢量V₃包含载波信号Sc的波谷的时机(例如时刻t14、t24、t34)，在关于该波谷的时机对称的期间输出基本电压矢量V₃。而且，在载波信号Sc的波谷的时机检测出的母线电流i_dc被视为抑制了载波纹波的平均相电流i_{w_ave}。

因此，时机判定部42将与载波信号Sc的波谷对应的时机决定为取得时机(以下有时记为第2取得时机Tg2)，在该第2取得时机Tg2取得母线电流i_dc作为第2母线电流i_dc2。由此，通过求出第2母线电流i_dc2的反转值来检测相电流i_w，从而能够提高检测精度。

此外，与载波信号Sc的波谷对应的时机优选为：例如在基本电压矢量V₃的情况下，是实际输出基本电压矢量V₃的期间的实质上中央的时机。由此，与将载波信号Sc的波谷自身的时机作为第2取得时机Tg2的情况相比，由于是考虑到接通延迟校正的时机，因此能够提高相电流的检测精度。

返回图4，继续说明相电流检测部31。相电流检测部31如上所述具备U相电流检测部44、V相电流检测部45和W相电流检测部46，且基于图7所示的区域与运算式(参照图8)之间的关系，检测U相电流i_u、V相电流i_v、W相电流i_w。

例如，在由区域判定部40判定的区域AR是区域1的情况下，U相电流检测部44检测第1母线电流i_dc1作为U相电流i_u，W相电流检测部46检测第2母线电流i_dc2的极性反转值作为W相电流i_w。另外，V相电流检测部45将第1母线电流i_dc1的极性反转值与第2母线电流i_dc2相加，检测相加结果作为V相电流i_v。

这样，在区域AR是区域1的情况下，U相电流检测部44作为第1检测部发挥功能，该第1检测部基于在第1取得时机Tg1由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的1相的相电流。

另外，在区域AR是区域1的情况下，W相电流检测部46作为第2检测部发挥功能，该第2检测部基于3相的相电流i_u、i_v、i_w中的在第2取得时机Tg2由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的与由第1检测部检测出的相电流不同的1相的相电流。

另外，在区域AR是区域1的情况下，V相电流检测部45作为第3检测部发挥功能，该第3检测部基于第1检测部的检测结果和第2检测部的检测结果，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的与由第1检测部及第2检测部检测出的相电流不同的1相的相电流。

另外，例如在区域AR是区域3的情况下，U相电流检测部44检测第2母线电流i_dc2的极性反转值作为U相电流i_u，V相电流检测部45检测第1母线电流i_dc1作为V相电流i_v。另外，W相电流检测部46将第1母线电流i_dc1的极性反转值与第2母线电流i_dc2相加，检测相加结果作为W相电流i_w。在该情况下，U相电流检测部44作为第2检测部发挥功能，V相电流检测部45作为第1检测部发挥功能，W相电流检测部46作为第3检测部发挥功能。

这样，根据区域AR是区域1～6中的哪个区域，来改变U相电流检测部44、V相电流检测部45以及W相电流检测部46作为第1～第3检测部中的哪个检测部发挥功能。

[3.由控制部20进行的处理]

图11是示出由控制部20进行的处理流程的流程图。图11所示的处理例如是反复执行的处理。

如图11所示，指令生成部32生成电压指令矢量v_αβ^*(步骤S10)。接着，相电流检测部31基于电压指令矢量v_αβ^*，决定检测时机Td(步骤S11)。

相电流检测部31在所决定的检测时机Td检测由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc(步骤S12)。在该处理中，相电流检测部31例如按照载波周期T的每n倍的周期在前半程时机Ta和后半程时机Tb之间交替地切换检测时机Td。相电流检测部31基于检测出的母线电流i_dc，检测相电流(步骤S13)。

在此，进一步对步骤S12、S13中的处理进行说明。图12是示出步骤S12、S13的一例的图。例如按照载波周期T的每n倍的周期进行该处理。另外，图12所示的处理是按照每个载波周期T进行检测时机Td的切换判定处理的例子。

如图12所示，相电流检测部31的时机切换部41判定是否是初始运算(步骤S20)。时机切换部41例如在开始了图12所示的决定处理的情况下，判定为是初始运算。在判定为是初始运算时(步骤S20：“是”)，时机切换部41将时机系数Ks设定为“1”(步骤S21)。

另一方面，在判定为不是初始运算时(步骤S20：“否”)，时机切换部41判定本次区域AR₁是否与上次区域AR₀不同(步骤S22)。在该处理中，当判定为本次区域AR₁并没有与上次区域AR₀不同的情况下(步骤S22：“否”)，时机切换部41设为Ks＝－Ksz。即，时机切换部41反转上次的时机系数Ks的极性(步骤S23)。

在步骤S22中，判断为本次区域AR₁与上次区域AR₀不同的情况下(步骤S22：“是”)，时机切换部41基于上次区域AR₀与本次区域AR₁之间的关系，从切换系数表中取得切换系数K(步骤S24)。而且，时机切换部41对上次时机系数Ksz乘以切换系数K来求出时机系数Ks(步骤S25)。

在结束了步骤S21、S23、S25的处理时，相电流检测部31的时机判定部42判定时机系数Ks是否是“1”(步骤S26)。在时机系数Ks是“1”的情况下(步骤S26：“是”)，相电流检测部31将前半程时机Ta作为检测时机Td，在该检测时机Td检测由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc(步骤S27)。例如，相电流检测部31可将作为检测时机Td的前半程时机Ta的中央时机作为第1取得时机Tg1，检测在该第1取得时机Tg1检测出的母线电流i_dc。

另一方面，在时机系数Ks是“－1”的情况下(步骤S26：“否”)，相电流检测部31将后半程时机Tb作为检测时机Td，在该检测时机Td检测由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc(步骤S28)。例如，相电流检测部31可将作为检测时机Td的后半程时机Tb的中央时机作为第1取得时机Tg1，检测在该第1取得时机Tg1检测出的母线电流i_dc。

在上述实施方式中，说明了时机切换部41在上次区域AR₀与本次区域AR₁并非不同的状态下按照载波周期T的每n倍的周期在前半程时机Ta与后半程时机Tb之间交替地切换检测时机Td的例子，但切换方法不限定于此例。例如，关于时机切换部41，在m个载波周期T的期间成为检测时机Td的前半程时机Ta和成为检测时机Td的后半程时机Tb为相同数量即可。

另外，在上述实施方式中，说明了在与载波的波谷(例如图10的时刻t14、t24、t34)对应的时机输出有效电压矢量的电压矢量模式的例子，但不限定于该电压矢量模式。例如，也可以是在与载波的波峰(例如图10的时刻t10、t20、t30、t40)对应的时机输出有效电压矢量的电压矢量模式。在该情况下，第2母线电流i_dc2的检测时机是与载波的波峰对应的时机。

另外，也可以是在与载波的波谷和波峰对应的时机输出零电压矢量、且在载波的波谷与波峰之间的期间输出多种有效电压矢量的电压矢量模式。例如，PWM控制部33可以控制电力变换部10，使得从电力变换部10按照V₀→V₁→V₃→V₇→V₃→V₁→V₀的顺序输出基本电压矢量。在该情况下，时机切换部41针对基本电压矢量V₁、V₃的每一个，将前半程时机Ta和后半程时机Tb中的任意时机设定为检测时机Td。时机判定部42将基本电压矢量V₁的检测时机Td中的中央时机作为第1取得时机Tg1，且将基本电压矢量V₃的检测时机中的中央时机作为第2取得时机Tg2。取得部43在第1取得时机Tg1取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc作为第1母线电流i_dc1，且在第2取得时机Tg2取得由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc作为第2母线电流i_dc2。

如以上那样，实施方式的电力变换装置1具备电力变换部10、PWM控制部33(开关控制部的一例)、母线电流检测部13(直流侧电流检测部的一例)和相电流检测部31。电力变换部10具有多个开关元件Sw，且进行直流电与3相交流电之间的电力变换。电力变换部10控制多个开关元件Sw，使得从电力变换部10输出的多种基本电压矢量(电压矢量的一例)的输出顺序在载波周期的前半程和后半程中相反。母线电流检测部13检测电力变换部10的母线电流i_dc(直流侧电流的一例)。相电流检测部31将载波周期T的输出多种电压矢量中的同一种电压矢量的前半程时机Ta和后半程时机Tb中的任意一个时机作为检测时机Td，根据在该检测时机Td由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的1相的相电流。相电流检测部31例如具备时机切换部41，该时机切换部41将检测时机Td交替地切换为前半程时机Ta和后半程时机Tb。此外，PWM控制部33及相电流检测部31相当于相电流检测装置的一例。

由此，与在载波周期T中的前半程时机Ta和后半程时机Tb这双方都检测母线电流i_dc的情况相比，能够减轻对用于检测相电流的处理造成的负荷。另外，由于是从前半程时机Ta和后半程时机Tb中切换检测时机Td，因此能够降低检测时机Td的差异所造成的误差。

另外，相电流检测部31基于按照每个载波周期T在检测时机Td由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的1相的相电流。

由此，按照每个载波周期T从前半程时机Ta和后半程时机Tb中切换检测时机Td，因此能够高精度地降低检测时机Td的差异所造成的误差。

另外，相电流检测部31检测由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc作为与从电力变换部10输出的基本电压矢量(电压矢量的一例)的种类对应的1相的相电流的检测值或该检测值的极性反转值。由此，能够恰当地进行相电流的检测。

另外，时机切换部41按照载波周期T的n倍(n为自然数)的周期，交替地切换前半程时机Ta和后半程时机Tb中作为检测时机Td的时机。

由于是按照载波周期的n倍(n为自然数)的周期从前半程时机Ta和后半程时机Tb中交替地切换检测时机Td，因此能够高精度地减轻检测时机Td的差异所造成的误差。

另外，电力变换装置1具备生成电压指令矢量v_αβ^*的指令生成部32。在切换了基于电压指令矢量v_αβ^*决定的区域的情况下，时机切换部41基于该切换前后的区域的关系，停止该切换前后的作为检测时机Td的时机的切换。

这样，时机切换部41根据切换前后的区域，停止该切换前后的检测时机Td的切换，因此能够高精度地减轻区域的变更所造成的误差。

相电流检测部31具备区域判定部40。区域判定部40判定隔着电压指令矢量v_αβ^*的具有60度相位差的2种基本电压矢量所夹着的区域。在切换了由区域判定部40判定的区域的情况下，时机切换部41基于该切换前后的区域的关系，停止该切换前后的作为检测时机Td的时机的切换。

这样，相电流检测部31具有判定按照每60度被6个基本电压矢量分割的区域的区域判定部40，因此能够容易地检测区域的切换。

相电流检测部31具备时机判定部42和取得部43。时机判定部42将检测时机Td中的输出基本电压矢量的期间的中央时机判定为取得时机Tg。取得部43在由时机判定部42判定的取得时机Tg取得母线电流检测部13的检测结果。

这样，相电流检测部31基于在基本电压矢量的输出宽度的中央的时机由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，检测3相的相电流i_u、i_v、i_w中的至少1相的相电流，因此能够抑制例如开关动作时产生的电流振动所造成的影响。

相电流检测部31具备U相电流检测部44、V相电流检测部45以及W相电流检测部46。U相电流检测部44、V相电流检测部45以及W相电流检测部46根据电压指令矢量v_αβ^*所存在的区域，如上所述地作为第1检测部、第2检测部以及第3检测部中的任意检测部发挥功能。

通过该结构，基于由母线电流检测部13检测出的母线电流i_dc，能够高精度地检测3相i_u、i_v、i_w的相电流。

上述电力变换装置1具备：电力变换部10；以及处理单元，其以按照规定期间均等地进行所述多个时机中的每一个时机的选择的方式，按照每个所述载波周期选择输出同一种电压矢量的多个时机中的任意一个时机，作为包含按照每个所述载波周期检测所述电力变换部的直流侧电流的时机在内的期间。相电流检测部31是该处理单元的一例。

对于本领域技术人员来说，能够容易地推导出进一步的效果或变形例。因此，本发明的更广泛的方式不限定于如以上那样表示且描述的特定的细节以及代表性的实施方式。因而，能够在不脱离所附的权利要求书及其均等物所定义的总括性的发明概念的精神或范围内进行各种变更。