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  • 回生ブレーキ

    回生ブレーキから見た電動機

    回生ブレーキ(かいせいブレーキ)は、通常は駆動力として用いている電動機(モーター)を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける電気ブレーキの一手法。発電時の回転抵抗を制動力として利用するもので、電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。電動機を動力とするエレベーター、鉄道車両、自動車他、広く用いられる。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見たタイヤ

    回生ブレーキを使用することにより、列車の消費電力を削減(力行時と制動時で相殺)出来るほか、フラット発生による乗り心地悪化の抑止や、特に摩擦ブレーキ(空気ブレーキなどの基礎ブレーキ)として踏面ブレーキを採用している車両においては、タイヤ摩耗率の抑制や長い下り勾配区間などでの過熱によるタイヤ弛緩の阻止が期待でき、また地下トンネル内の温度上昇の問題も軽減できる。技術の進歩でさらに摩擦ブレーキ使用率の低下(純電気ブレーキを参照)が実現したことにより、近年登場している新形の電気車(電気機関車と電車)のほとんどが、この回生ブレーキを採用している。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た近畿日本鉄道

    発電ブレーキを併設している車両には、ある程度速度が落ちると回生ブレーキから発電ブレーキに切り替えるタイプ(近畿日本鉄道の車両など)と、回生ブレーキを使いながら、架線に回生できない余分な電力を発電ブレーキで消費させるブレーキチョッパタイプ(JR東海313系電車、JR東海383系電車、JR東日本651系電車、JR東日本E257系電車など)とがある。また、架線電圧が安定しない場合でも、安定した回生ブレーキを生み出す特徴を持つベクトル制御の車両も出てきている。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た京浜急行電鉄

    具体的な機器としては、古くは変電に用いられる回転変流機に交流・直流間の電力相互変換が可能な性質があるため、これが用いられていたが、静止形の変換器のうち、現在主流のシリコン整流器(シリコンダイオード)は電流を一方向にのみ流すというダイオードの性質を利用した整流方法からも明らかなように、この性質は備わっていないため、発生する電力を抵抗器で熱エネルギーの形で放出させるかインバータなどを使用して給電側に電力を帰す回生電力吸収装置を別途設置している(南海高野線や近鉄大阪線など)。また、かつての京阪京津線のように高頻度運転を実施する他線区(京阪本線)のき電系統へ供給、そちらを走行する列車に消費させることで発生電力を吸収するケースも存在した。このほか、京浜急行電鉄のように、回生電力の有効活用を目的にフライホイール式電力貯蔵装置を設置したり、近年では、キャパシタや蓄電池を利用した回生電力貯蔵装置も開発されている。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た三菱電機

    エレベーターの場合は、ある程度大型のものでは電動機で発生した回生電力を電力系統に逆流させる形で返してしまうが、マンションなどに設置される一般的なものでは、回生電力を抵抗器に流して熱エネルギーとして捨ててしまう発電ブレーキの方が一般的である。これは、発生する回生電力が鉄道車両などに比べ小さく、電力系統に逆流させる可逆コンバータを設置するコストに引き合わないからである。三菱電機の製品には回生電力を蓄電池に貯蔵し、停電時に短時間ながら運転を継続できる非常電源として使用するもの(商品名:エレセーブ)もあるが、これも一般的ではない。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た東日本旅客鉄道

    気動車でもハイブリッド方式である東日本旅客鉄道のキハE200形は回生ブレーキを採用している。下記の「自動車」と同様に、回生負荷を自車の蓄電池としているが、余剰分のブレーキ力も一旦電力として回収し、発電機をモーターとして作動させ、エンジンを排気ブレーキモードで回す(抗力をより大きくする)ことにより余剰電力を消費している。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た三洋電機

    一部のメーカーで発売されている電動アシスト自転車には、制動時に発生した電力を蓄電池に充電し、補助できる距離を伸ばすものがある(三洋電機・エネループバイク)。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見たハイブリッドカー

    気動車でもハイブリッド方式である東日本旅客鉄道のキハE200形は回生ブレーキを採用している。下記の「自動車」と同様に、回生負荷を自車の蓄電池としているが、余剰分のブレーキ力も一旦電力として回収し、発電機をモーターとして作動させ、エンジンを排気ブレーキモードで回す(抗力をより大きくする)ことにより余剰電力を消費している。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た変圧器

    交流電化においては比較的変電所の回路が簡単(降圧のみで整流を行わない)で、架線から変電所を通し、電源側への回生も容易である。また、き電区間が長いため(距離が長くなれば列車本数も多くなる)、発生した電力を他の車両が消費する機会も多い。もっとも、国鉄時代に技術が確立された日本の交流車両や交直流車両は、直巻整流子電動機を動力に用いる直流車両に(変圧器と)整流回路を追加した方式であり、交流側に電力を戻すには、車両側から架線側に周波数と電圧の位相に合わせた電気を架線に戻さなければならない為、可逆コンバータ(インバータ機能を持つ整流回路)を搭載する必要があり、最近まで回生ブレーキはあまり用いられていなかったが、近年の半導体の電力変換技術の進歩により、架線側の周波数と電圧の位相に合わせた電気を架線に戻すことが容易にできるようになり、それにより交流区間での回生ブレーキが一般に使用されている。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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    回生ブレーキから見た発電

    回生ブレーキ(かいせいブレーキ)は、通常は駆動力として用いている電動機(モーター)を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける電気ブレーキの一手法。発電時の回転抵抗を制動力として利用するもので、電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。電動機を動力とするエレベーター、鉄道車両、自動車他、広く用いられる。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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