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  • 回生ブレーキ

    回生ブレーキから見た充電

    タイヤの回転を使いモーターで電力を発生させ、車両に搭載した蓄電池を充電し、加速時の電力とする。構造は、インバータによる可変電圧可変周波数制御(VVVF)を搭載した鉄道車両と同じで、回生負荷が蓄電池に変わるものである。ただし、頻繁な高深度充電は電池の寿命を著しく短くするため、回生電力量は抑えられている。また、ハイブリッドカーのうち、エンジンとタイヤが機械的につながっている車両(パラレル式、スプリット式など、エンジンも駆動力とするもの)ではエンジンブレーキも併用される。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半導体

    抵抗制御は「余分な電力を熱として捨てる」という制御方式で、電気ブレーキが必要な車両では回生ブレーキでは無く、発生電力を抵抗器で消費する発電ブレーキとして、やはり「熱として捨てる」場合が多かった。直並列制御として主電動機を回生時に直列接続すれば架線電圧より高い電圧を確保することができるが、これだけでは制動能力が不安定である。界磁調整器を搭載することで、理論上打ち切り速度は高いが安定した回生ブレーキを搭載することは可能である。界磁調整器としては主に磁気増幅器が使用されるが、これは同時に界磁接触器の代わりに界磁率を調整可能(直巻他励界磁制御)なため、制御器の接点数削減にも有効である。発電ブレーキと同様、打ち切り速度は主電動機の歯車比や定格速度によって大きく左右されるが、おおむね40km/h前後と高く、回生効率自体も半導体を使ったものに比べて明確に劣る。ただし、後述の電機子チョッパ制御は大電力用半導体が高額であること、界磁チョッパ制御では過渡特性が鉄道車両にはやや不適な複巻電動機を使用する必要があることから、界磁添加励磁制御が普及するまで使用された。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マンション

    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ブレーキ

    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電気自動車

    電気自動車(三菱・i-MiEV、日産・リーフなど)やハイブリッドカー(トヨタ・プリウス、ホンダ・インサイトなど)で使われる。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停電

    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2009年

    モータースポーツの世界でも、2009年よりF1において導入された運動エネルギー回収システム(KERS)の実装の一つとして、回生ブレーキ型の電気システムがレースで使用されている。但しシステムの重量が約30kgと、マシンの総重量が600kg程度のF1マシンにおいては大きな割合を占め、KERS搭載時にはマシンの重量配分が大きく制約を受けるため、コースやチームのレース戦略によって搭載の可否が選択されている。またスーパーフォーミュラでも、2014年よりKERSに相当する機能を持つ「System-E」を導入する予定となっている。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帝都高速度交通営団

    直巻電動機を利用しつつ、補助電源を利用して界磁調整を可能とした。主回路は抵抗制御のままであるため打ち切り速度は15-30km/h程度と高いが、回生失効は起こりにくい。界磁チョッパ制御を直流直巻電動機に応用した制御方式で、界磁チョッパ制御の問題であった複巻電動機の過渡特性の悪さを克服した形となり、大容量半導体が不要で安価であることから、国鉄?JRでは211系、205系など新製車両に多用され、特に後者は1,461両の国鉄形式第5位(在来線に限れば第4位)の大量製造に至った。また、日本初の回生ブレーキ搭載交直流車両である651系もこの方式である。また、抵抗制御の車両から簡易に改造できるというメリットもあり、私鉄や公営地下鉄では京阪2200系・営団5000系などのように既存形式からの改造がよく行われた。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スーパーフォーミュラ

    モータースポーツの世界でも、2009年よりF1において導入された運動エネルギー回収システム(KERS)の実装の一つとして、回生ブレーキ型の電気システムがレースで使用されている。但しシステムの重量が約30kgと、マシンの総重量が600kg程度のF1マシンにおいては大きな割合を占め、KERS搭載時にはマシンの重量配分が大きく制約を受けるため、コースやチームのレース戦略によって搭載の可否が選択されている。またスーパーフォーミュラでも、2014年よりKERSに相当する機能を持つ「System-E」を導入する予定となっている。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抵抗器

    鉄道においては、電気機関車と電車で用いられ、それらの主電動機で発電し、発生した電気エネルギーは架線や第三軌条(以下、電力供給線を架線とする)に戻される。また、自車内で蓄電池等に蓄える場合や、架線に戻した後、変電所で熱エネルギーに変換して捨ててしまう場合も一般的に回生ブレーキと呼んでいる。回生ブレーキは発電ブレーキの一種であるが、車両からこれらに電気を戻すものを回生ブレーキ、自車内で抵抗器等により熱エネルギーに変換して捨ててしまうものを発電ブレーキと呼び、区別している。回生ブレーキ フレッシュアイペディアより)

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