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Alpha–beta変換

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電気工学において、()変換(英: Alpha–beta transformation、クラーク変換としても知られる)は、三相回路の解析を簡略化するために採用される数学的な変換だ。概念的にはdq0変換に似ている。変換の非常に有用な応用の一つに、三相インバータの空間ベクトル変調制御に使用される基準信号の生成がある。

1937年と1938年に、エディス・クラーク(英語版)は不平衡三相問題に関する修正計算手法の論文を発表し、それが特に有用であることが明らかになった。[1]

定義

エディス・クラークによって使用された、三相電流に適用される変換は以下の通りだ。[2]

ここで、は一般的な三相電流シーケンスであり、は変換によって得られる対応する電流シーケンスである。 逆変換は以下のようになる。

上記のクラーク変換は、適用される電気変数の振幅を保持する。実際に、三相対称正相電流シーケンスを考えてみよう。

ここで、はの実効値であり、は時間とともに変化する一般的な角度である(一般性を失うことなくに設定することも可能)。この電流シーケンスにを適用すると、以下の結果が得られる。

最後の式は、平衡電流を想定しているために成り立つ。上記に示されるように、基準座標系における電流の振幅は、自然座標系における振幅と同じになる。

電力不変変換

上述の変換を用いたクラーク領域で計算される有効電力および無効電力は、標準の基準座標系で計算されるものとは一致しない。これは、がユニタリ行列ではないためだ。有効電力と無効電力を保持するためには、代わりに以下の変換を考慮する必要がある。

これはユニタリ行列であり、逆行列はその随伴行列(転置行列)と一致する。[3] この場合、変換後の電流振幅は標準基準座標系のものとは一致せず、以下のようになる。

最終的に、この場合の逆変換は以下の通りだ。

簡略化された変換

平衡システムではであり、したがってとなるため、簡略化された変換を考えることもできる。[4][5]

これは単に元のクラーク変換から3番目の式を除いたものであり、対応する逆変換は以下のようになる。

幾何学的解釈

関連項目

参考文献

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